纺丝液、核壳纳米纤维及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种纺丝液、核壳纳米纤维及其制备方法和用途。所述核壳纳米纤维是以疏水性药物和聚乙烯醇(PVA)/聚乙二醇-b-聚对二氧环己酮(PEG-b-PPDO)共混作为纺丝液体系，采用单轴喷丝头，在高压静电作用下直接形成核壳纳米纤维。本发明专利技术设备简单、条件温和、流程简便、能耗小，同时可以达到对疏水性药物的高效率包埋、药物释放速度可控、缓释时间长的目的，很适合于工业化的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种核壳纳米纤维及基于该材料的疏水性药物长效缓释制剂的制备。 更具体地说，本专利技术涉及含有聚乙烯醇(PVA)/聚乙二醇-b-聚对二氧环己酮(PEG-b-ProO) 的纺丝液、任选含疏水性药物的核壳纳米纤维及其制备方法和用途。
技术介绍
开发新的药用辅料，促进剂型优化是当前中国中药开发与国际接轨的战略任务之 一。目前缓释剂按所选材料及方式分类，主要有骨架缓释、薄膜包衣缓释、生物粘附剂缓释 以及微球缓释。同时采用缓释剂载体能提高药物的稳定性，防止药物在胃内失活或减少对 胃的刺激性，具有较强的靶向性。在缓释剂载体中，采用静电纺丝得到的核壳纤维作为缓释 剂载体具有广泛的应用。静电纺丝是20世纪30年代的专利技术专利。静电纺丝得到的纳米纤维在化学和物理 性质方面表现出特异性，其尺寸处于纳米级别，比表面积大，精细程度一致，均一性高，因而 在实际生活有着广泛的应用价值，特别是在生物医药材料方面。同时静电纺丝工艺具有过 程简单，操控方便，可空性强等优点，便于广泛的使用。本专利技术就是采用静电纺丝技术，电纺 聚乙烯醇/聚乙二醇-b-聚对二氧环己酮(PVA/PEG-b-ProO)得到核壳纳米纤维，以及基于 该材料疏水性药物长效缓释制剂的制备。静电纺丝过程是使高分子溶液或熔体带电，并置于喷丝口与接受屏之间的高压电 场中。静电排斥力克服高分子溶液或熔体的表面张力，从而使纺丝液体系成为一股带电的 喷射流，通过在电场中运动，最后集聚在金属网状接收屏上成为无纺布状的纤维毡。分子自组装是利用分子与分子或者分子中某一片链段与另一片链段之间的分子 识别，相互通过氢键，范德华力，静电相互作用，亲疏水作用等弱的相互作用力，自发形成一 类结构明确、稳定、具有某种特定功能或性能的分子聚集体或超分子结构的过程。分子自组 装是目前用来制造具有一定有序结构、形貌和功能的纳米材料的可靠途径。分子组装可以 获得具有各种优异性能的纳米材料，在生物、纳米微胶囊等方面具有广阔的应用前景。两亲性共聚物是指同一高分子中同时具有对两种性质不同的相结构(如水相与油 相、两种油相、两种不相容的固相等)具有亲合性的嵌段共聚物。两亲性的嵌段共聚物在选 择性溶剂(对一嵌段为良溶剂同时对另一嵌段为劣溶剂)中，能够发生缔合形成胶束。球形 的高分子胶束是最普通的高分子自组装体系，两亲性共聚物在水中能够自发地形成纳米尺 寸的、窄分布的、具有核壳结构的胶束，其中溶解性差的嵌段形成胶束的核，溶解性好的嵌 段形成溶剂化壳层，它在药物的控制释放，药物靶向释放方面展现出优良的性能，具有巨大 的应用价值。目前已公开报道的资料中，虽然已经有采用两亲性分子进行电纺制备核壳 纳米纤维，但是其根本的原理和关键技术与本专利技术是完全不同的，如在Xia BJ. (Xiu X.,Xiu Z.,Xue SCh.,Xin RW. , Li XY. ,Xia BJ. . Preparation ofCore-Sheath Composite Nanofibers by EmulsionElectrospinning. Macromo1. RapidCommun, 2006, 27，1637-1642.)研究中涉及的PEG_b_PLA/PEO体系，主要是利用乳液电纺原理，将PEG-b-PLA和PEO分别溶解在氯仿和水中，再将两者进行混合电纺，但由于稳定的W/0或者0/W乳液在实际操作中是极难控制的，电纺条件也难以控制，因此应用有限。Vibha K.等人(Vibha K. , Jung H. , Jay H. , Manuel Μ. , andYong L. . Confined AssemblyofAsymmetric Block-CopoIymer, Nanofibers via Multiaxial JetElectrospinning,small, 2009, 20, 23232332.)通过采用多轴电纺得到硅氧胶/PS_b_PI三明治式自组装结构的纳米纤维，同时利用单轴电访(Kalra, V Kakad, P. A. Mendez, S.1vannikov, T. Kamperman, M. Joo, Y. L. Self-assembled structures in electrospunpoly (styrene-block-1soprene) fibers),制备得到PS-b-PI纳米纤维,但是需要进行退火处理之后才能得到鱼鳞状的核壳形貌。Zhang等人(Zhang Y Z, Wang X, Feng Y, Li J, Lim C T, RamakrishnaS, Biomacromolecules, 2006, 7:1049 一 1057)利用同轴电纺制备了以荧光素异硫氰酸酯修饰的牛血清白蛋白(fitcBSA)为核，PCL为壳的功能性纤维膜，他们使用聚乙二醇(PEG)作为助纺剂及亲水性调节剂加入到内层纺丝液中，实验发现，与简单共混型纤维膜相比，这种具有核壳结构的纤维膜显著减缓了 fitcBSA从纤维中释放的速率，这是因为疏水性PCL作为外层起到了很大的阻碍作用，且通过控制电纺过程中内外层溶液的流速比，可有效调节内外层的厚度，进而更好地控制fitcBSA的释放速率。Gao 等人(Gao X H, Wei B B, Tian L L, Liu L N, Qin M J, Hu Z H, Wu F, Progressin ModernBiomedicine. 2011，6; 2224-2226)研究Dextran对蛋白药物的释放影响方法将模型蛋白BSA溶解于多糖溶液中，通过W/0乳液法静电纺丝制备缓释纤维采用MicroBCA法测定该纤维体外释放行为，采用SEC-HPLC检测制备前后蛋白的聚集程度，并与不含多糖的BSA纤维做对照结果添加Dextran 以后蛋白的包封率由52. 68提高到63. 92，第一天突释不大于药物载量的15%，对蛋白单体的保持达到85%以上.结论电纺纤维可以改善一般组织工程纤维中蛋白药物的释放，提高蛋白药物在制剂贮存释放过程中的稳定性，增加纤维的载药量。另外，一些专利文献公开类似的纤维材料，但是，由于原材料不同和结构不同，导致性能不同和因此用途也不同。CN1628635A(中国科学院广州化学研究所)公开了一种药物缓释纤维，其特征在于，其组成按质量分数计为50% 99%的纤维物质和1% 50%的药物，总组成为100% ;所述的纤维物质的直径在O. 05 20um，所述的药物均匀地分布在所述的纤维内部和表面，所述的纤维物质为纤维素衍生物中之一种或一种以上的物质。CN1823727A(中国科学院广州化学研究所)公开了药物控释纤维，由聚合物纤维和治疗有效量的药物组成，其特征在于所述的聚合物是肠溶性聚合物。CN1850033A(中国药科大学)公开了一种缓释纤维制剂，其特征是纤维载体为油溶性生物可降解材料，药物为水溶性抗癌药物，其中药物含量为15 50%，其余为纤维载体，为重量百分比。CN102178640A (中山大学)公开了一种将疏水性药物负载于亲水性聚合物纳米电纺纳米纤维的方法，其特征在于包括以下操作步骤(I)疏水性药物_β环糊精包合物的制备将环糊精溶于水中，形成环糊精水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
纺丝液体系，它包括以下组分或它由如下重量配比的原料制备而成的：聚乙烯醇：????????????????????4?40份，优选5?35份；聚乙二醇?b?聚对二氧环己酮：???1?40份，优选2?35份；含水介质：????????????????????50?600份；优选60?550份或65?500份；以及非离子表面活性剂：????????????0重量份或0.5?5重量份；和疏水性药物：??????????????????0重量份或0.3?40重量份。

【技术特征摘要】
1.纺丝液体系，它包括以下组分或它由如下重量配比的原料制备而成的 聚こ烯醇4-40份，优选5-35份； 聚こニ醇-b-聚对ニ氧环己酮1-40份，优选2-35份； 含水介质50-600份；优选60-550份或65-500份；以及 非离子表面活性剂0重量份或0. 5-5重量份；和 疏水性药物0重量份或0. 3-40重量份。2.根据权利要求1的纺丝液体系，其中聚こ烯醇的平均聚合度是在500— 2500之间，优选1000-2300 ;和/或聚こ烯醇的醇解度为60-100%，优选66%_99%。3.根据权利要求1的纺丝液体系，其中聚こニ醇-b-聚对ニ氧环己酮是ニ嵌段、三嵌段或多嵌段共聚物，以及作为亲水性嵌段的聚こニ醇嵌段和作为疏水性嵌段的聚对ニ氧环己酮嵌段之比(质量比)是1: (5-40)，优选为I “6-35)。4.根据权利要求1-3中任何ー项的纺丝液体系，其中聚こニ醇-b-聚对ニ氧环己酮的重均分子量是2000-25000，优选2500-20000。5.根据权利要求1-3中任何ー项的纺丝液体系，其中疏水性药物是选自留类激素、免疫抑制调节剂、抗癌药、抗生素、化疗药、抗病毒药、非留体抗炎药、抗精神病药、钙拮抗剂、降压药、前列腺素类药和脂溶性维生素中的ー种或两种或多种药物；优选，疏水性药物是四环素碱、布洛芬、炔雌醇或左炔诺孕酮。6.制备权利要求1-5中任意一项所述的纺丝液体系的方法，其特征在于它包括如下操作步骤 (1)由聚こ烯醇用含水介质制备聚こ烯醇水溶液，和由聚こニ醇-b-聚对ニ氧环己酮用含水介质制备聚こニ醇_b-聚对ニ氧环己酮水溶液；和 (2)将步骤(I)中的两种溶液混合，然后添加或不添加非离子表面活性剤，和然后添加或不添加疏水性药物，得到纺丝液体系； 其中两种溶液的用量使得聚こ烯醇与聚こニ醇-b_聚对ニ氧环己酮的质量比是4-40:1-40...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娅，翟飞玉，陈思翀，王玉忠，秦青，敬新柯，黄维，郭德明，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：