[发明专利]一种用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜制备方法以及产品

说明书

技术领域

本发明涉及医药化工领域，具体涉及一种用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜制备方法以及产品。

背景技术

聚合物薄膜在蛋白质、核酸等生物活性分子或小分子药物的传输方面有着非常广泛的应用前景，该膜通常可作为药物涂层覆盖于植入物、支架和伤口缝合处，以可控或刺激等相应的方式释放药物。聚合物薄膜作为药物输送系统能够保持较高的药物浓度，增强医疗剂的活性并降低药物的副作用。

2004年，英国Manchester大学的Geim AK和Novoselov KS通过微机械力剥离高取向热解石墨(HOPG)成功制备了单原子层或薄层的二维原子晶体一石墨烯。它是世界上最薄的新型二维纳米材料，其只有一个原子厚度，仅为0.35nm。由于石墨烯是单分子层的石墨，且石墨烯具有独特的物理、化学性质，所以它被广泛地应用于电学和光学领域。但是，石墨烯片层之间强烈的范德华力和π-π相互作用导致石墨烯片层的分离非常困难。为了解决上述问题，人们用化学手段将石墨转化为氧化石墨，使石墨片上修饰大量含氧官能团，从而降低了层间吸引力，使得氧化石墨在水溶液中能够完全分离成单层的氧化石墨，即氧化石墨烯。

目前，氧化石墨烯在生物医学领域的应用也越来越多，比如病原体检测、生物成像、基因转染等。氧化石墨烯因其超高的比表面积、丰富的表面官能团以及良好的水分散性，在药物输送方面的研究受到了越来越多的关注(Pandey H，ParasharV，Parashar R，Prakash R，Ramteke P W，Pandey A C.Nanoscale 2011，3，4104-4108；WangY，Zhang D，Bao Q，Wu J，Wan Y J.Mater Chem 2012，22，23106-23113；中国专利CN101670108A)。虽然，大剂量的游离氧化石墨烯粒子具有明显的细胞毒性，易造成在临床应用上的风险，但若利用氧化石墨烯的组装体进行药物的负载可以有效避免游离石墨烯粒子引起的细胞毒性，使其在临床应用上具有更好的前景。

氧化石墨烯因其片层间存在的范德华力和氢键作用，具有易成膜的优点，通过过滤或者旋涂过程，很容易在基底上形成氧化石墨烯薄膜。目前，氧化石墨烯薄膜在分离领域被广泛研究，并显示出了良好的分离性能。虽然氧化石墨烯薄膜在干燥条件下具有良好的机械强度和机械稳定性，但当其处于潮湿或水环境中时，氧化石墨烯薄膜的机械性能会变得不稳定，氧化石墨烯粒子易从薄膜上脱落下来，加快了负载药物的释放速度，使得纯的氧化石墨烯薄膜在药物输送领域的应用受到限制。因此，如何能够提高氧化石墨烯薄膜的机械稳定性，实现药物的缓慢释放是有待解决的一个重要问题。

发明内容

本发明提供了一种氧化石墨烯薄膜以及用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备方法，上述用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备方法获得的薄膜具有膜机械稳定性高、药物负载量大以及药物缓释控释性能强的特点。

一种氧化石墨烯薄膜的制备方法，包括：

(1)将氧化石墨烯置于水中，进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；

(2)向氧化石墨烯分散液中加入氨基末端超支化或树枝状聚合物，搅拌、超声后，得到混合溶液；

(3)将混合溶液抽滤后，制得氧化石墨烯薄膜。

以氨基末端超支化或树枝状聚合物为交联剂，加入到氧化石墨烯分散液中，通过化学反应及静电相互作用可对氧化石墨烯进行交联改性，氧化石墨烯片层上的环氧基和氨基末端超支化或树枝状聚合物上的氨基发生环氧开环反应，此外氧化石墨烯上的羧基和氨基末端超支化或树枝状聚合物上的氨基发生静电相互作用，最终使相邻氧化石墨烯片层之间通过氨基末端超支化或树枝状聚合物交联起来，形成平整的层状结构。通过上述方法制备获得的负载药物的氧化石墨烯薄膜在水环境中不仅膜机械稳定性高，药物缓释控释性能强，而且药物的负载量也有所提高。

氧化石墨烯薄膜的膜稳定性、药物负载量均与薄膜中氧化石墨烯的浓度有密切关系，氧化石墨烯浓度过低会影响薄膜的成型，降低药物的负载量；氧化石墨烯浓度过高，易降低氧化石墨烯在溶液中的分散性，影响氧化石墨烯薄膜的制备。作为优选，所述的氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为0.1～2g/L。