[发明专利]以同轴静电纺丝技术制备壳-芯结构药物纳米纤维的方法

说明书

技术领域

本发明属壳-芯结构药物纳米纤维的制备领域，特别是涉及一种以同轴静电纺丝技术制备壳-芯结构药物纳米纤维的方法。

背景技术

电力法是在高压静电场下使高分子溶液带电，并在向低电场喷射过程中成丝，可获得直径为纳米至微米级的超细均匀纤维。静电纺丝最早出现于1934年，Formhals在一篇专利中首次介绍了利用静电斥力获得聚合物纤丝的方法，原理是利用外加电场力使聚合物溶液或熔体克服表面张力在纺丝喷头毛细管尖端形成射流，当电场强度足够高时，在静电斥力、Coulomb和表面张力的共同作用下，聚合物射流沿不稳定的螺旋轨迹弯曲运动，在几十毫秒内被牵伸千万倍，随溶剂挥发，射流固化形成亚微米至纳米级超细纤维。作为药物负载体系，一直以来，药物的负载量和吸收效率对于药物来说是一个很重要的方面。通常药物的体积或者包裹药物的材料越小，药物被人体吸收就越容易。纳米纤维具有高的比表面积，负载在其中的药物可通过渗透扩散或是纳米纤维的降解转移到人体组织中。纳米纤维具有许多优异的性质，如超大的比表面积、特异的表面性能和优异的机械性能等。这些性能使得纳米纤维在各方面都具有极大的应用可能性，尤其是在药物缓释方面。

在药物载体材料的选择上，静电纺丝具有较广泛的灵活性。许多生物可降解的和非生物可降解的聚合物材料都能满足负载和释放药物的要求。药物可通过两种不同的方式从载体支架中释放，一种是扩散释放，另一种是降解释放，也可以是两种释放同时进行。除此以外，由于对药物选择的灵活性，包括抗生素、抗癌药物、蛋白质、多肽和DNA等很多药物均可以被负载。使用不同的静电纺丝技术，不同的药物负载方式也可以应用，如：涂层，嵌入和包裹药物，这些技术能够很好的控制药物的释放。经过研究者的努力，在静电纺丝的基础上发明了同轴静电纺丝技术，这为药物的缓释提供了一种全新的方法。目前，还没有关于以同轴静电纺丝技术对药物进行纳米化以达到药物的控制和释放的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以同轴静电纺丝技术制备壳-芯结构药物纳米纤维的方法，该制备方法操作简单，反应条件温和，成本低，经济效益好；制备的“壳-芯”结构纳米纤维可以同时负载两种或两种以上药物进行释放，在解决单调释放行为的同时，满足了组织再生或病人的需求。

本发明的一种以同轴静电纺丝技术制备壳-芯结构药物纳米纤维的方法，包括：

(1)壳层溶液的制备：将高分子聚合物和药物质量比为60-99.9：0.1-40溶解于强挥发性有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到均一的溶液；

(2)芯层溶液的制备：选取天然聚合物、药物、生物活性因子中的一种或几种溶于有机溶剂中，或在无菌条下溶解于超纯水中，得到浓度为0.1-50％的均一溶液；

(3)进行同轴静电纺丝，设定纺丝电压15-25kv，接收距离8-20cm，纺丝推进速度0.1-1.5mL/h，喷丝口直径为0.9mm，即得壳-芯结构药物纳米纤维；

所述步骤(1)中的高分子聚合物为聚乳酸-己内酯、聚左旋乳酸或两者的混合物；

所述步骤(1)和(2)中的药物选自抗癌药物、抗生素、维生素、蛋白质、核酸中的一种或几种的混合物；

所述步骤的药物为牛血清蛋白、肝素、阿霉素、紫杉醇、盐酸四环素、灰黄霉素、维生素C、维生素E或维生素B2；

所述步骤(1)中的强挥发性有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺，三氟乙醇、六氟异丙醇、甲酸、乙酸等中的一种或几种的混合物；

所述步骤(2)中的天然聚合物为明胶，胶原蛋白、丝素蛋白、纤维蛋白原、透明质酸；

所述步骤(2)中的有机溶剂选自三氟乙醇、六氟异丙醇、三氟乙酸、三氯甲烷、甲酸、乙醇、丙酮中的一种或几种的混合物；

所述步骤(2)中的生物活性因子为血管内皮细胞生长因子VEGF或神经生长因子NGF。

本发明以天然和合成聚合物作为药物、蛋白质或核酸缓释载体，采用同轴静电纺丝的方法制备出“壳-芯”结构的纳米纤维，该纤维壳层负载一种或多种相对稳定的可以溶于有机溶剂的药物或生物活性因子，芯层负载生物活性较差或要求长期少量供给的药物或生物活性因子。