[发明专利]冷冻干燥技术制备壳聚糖/透明质酸衍生物纳米纤维复合膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及壳聚糖/透明质酸衍生物的制备和用冷冻干燥技术制备基于氢键作用的壳聚糖/透明质酸衍生物纳米纤维复合膜及其药物缓释用途。

背景技术

纳米纤维（nanofiber）通常具有很高的表面积-体积比，并且由于纳米效应往往具有普通材料不具备的独特的性能，较高的表面能、高表面活性等，因而在 医药、电子、环境保护等方面得到广泛的应用。目前制备纳米纤维的方法主要有静电纺丝法、模板法、自主装、拉伸法和相分离法。静电纺丝法是一种比较容易制备出连续的各种形貌的纳米纤维的一种方法，Audrey Frenot等人用电纺丝法制备了聚合物纳米纤维，纤维的直径小于100nm，长度可以达到几千米，其缺点是很难进行大规模生产。模板聚合法是用纳米多孔膜作为模板来制备纳米纤维或中空纳米纤维的方法，其中，申请号为200510123562.6的中国发明专利申请公开以溶致液晶为模板制备苯胺纳米纤维的方法，聚合条件易于控制，聚合影响因素少，可以获得各种结构的纳米尺寸聚合物产物，反应完成后模板容易去除，主要缺点就是非常耗时。拉伸工艺法类似于纤维工业中的干法纺丝，该法能制得很长的单根纳米纤维。其缺点是只有能够承受巨大的应力牵引形变的粘弹性材料才可能拉伸成纳米纤维。相分离法是溶解、凝胶化、萃取、冷凝和干燥得到纳米多孔泡沫的过程，其中，申请号为201110375234.0的中国专利申请公开一种混合相分离制备聚合物多孔纳米纤维的方法，得到的聚合物多孔纳米纤维直径在300～900nm之间，孔径为1～120nm。其缺点是需要花费很长的时间使聚合物转化为纳米多孔泡沫。

冷冻干燥法是制备纳米纤维一种方法。这种方法制备纳米纤维有以下优点：

（1）操作过程简单、易于控制，成本低廉；

（2）可以制备出极细天然高分子纳米纤维；

（3）并且可以大批量、连续制备天然高分子基纳米纤维；

（4）利用冻干法制备的天然高分子纳米纤维具有良好的生物相容性。

利用冷冻干燥技术制备人工合成聚合物纳米纤维的方法已经得到普遍推广，其中，公开号为CN101927033A的中国专利公开了 PHBV纳米纤维支架材料及其制备方法和应用，此发明利用冻干技术，制备了PHBV纳米纤维支架，其价格低廉，制备工艺简单，生物相容性好，孔隙率高，支架结构及纤维形态可控，其形态结构类似人体软骨组织细胞外基质，能够更好的促进软骨细胞的粘附、增殖和分化，非常适合于软骨组织的修复和重建。申请号为200910045769.4的中国专利申请公开了丝束蛋白/P(LLA-CL)复合纳米纤维组织修复支架的制备方法，该制备方法采用了冻干的技术，简单易行，原材料资源丰富，易实现工业化生产；制得的纳米纤维具有良好的生物相容性、良好的机械性能及较高的孔隙率。目前利用冷冻干燥技术制备天然生物高分子纳米纤维的报道还很少，而天然生物高分子具有一般高分子不具备的优点：不需要合成，即生成过程无污染；一般无毒，生物相容性、降解性好。

壳聚糖和透明质酸作为天然生物高分子材料，被广泛用于生物医学领域，它们具有易制备，无毒，易降解和生物相容性好的特性。壳聚糖上的氨基、羟基性质比较活泼，在这些官能团上可发生多种类型的衍生化反应，通过化学修饰制备各种功能性（水溶性，有机溶剂溶解性或可光聚合性）的壳聚糖衍生物。壳聚糖的衍生化反应包括酰化反应、酯化反应、醚化反应等扩大壳聚糖用途，来改性后的壳聚糖可以用做基因载体，抗菌剂等，而且可以提高它在中性pH中的生物降解性能。

基于氢键作用制备多层膜和微球的方法备受关注，Uttam Manna等人报道了基于氢键作用在胶体粒子表面形成生物高分子自组装结构，这些材料在药物载体和基因传递方面有重要作用；Caruso 等报道了基于氢键作用制备的聚丙烯酸/聚酰胺（PAA/PNIPAAM）多层膜，这种多层膜在升高温度时可以释放胶囊。

发明内容

本发明的目的是提供一种不使用交联剂，基于氢键作用的壳聚糖/透明质酸衍生物纳米纤维复合膜的制备方法。

本发明是以壳聚糖和透明质酸为原料，利用DNA碱基对（鸟嘌呤和胞嘧啶之间形成氢键）的模型，制备了壳聚糖和透明质酸的衍生物（鸟嘌呤改性壳聚糖和胞嘧啶改性透明质酸），采用冷冻干燥技术制备了基于氢键作用的壳聚糖/透明质酸衍生物纳米纤维膜，并对膜做了药物释放研究。该制备方法包括以下步骤：