載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子納米纖維膜領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)代醫(yī)學(xué)中，感染仍是影響創(chuàng)口愈合的一個(gè)重要原因，可明顯降低手術(shù)和外傷后生存率。足療程和有效的抗生素治療是控制感染的關(guān)鍵因素。靜電紡絲纖維膜由于具有多孔性的特點(diǎn)，可以給創(chuàng)口提供良好的空氣交換，并且可以吸收創(chuàng)口的滲出物，使用親水材料制備的靜電紡絲纖維膜具有良好的生物相容性，是目前一種先進(jìn)的創(chuàng)口敷料。
[0003]海藻酸是一類由褐藻提取的多糖，海藻酸鹽具有良好的生物相容性、低毒性和相對(duì)低廉的價(jià)格，但它的降解速率很慢，而它的醛基化產(chǎn)物具有較強(qiáng)的降解能力，改善了海藻酸鹽的降解性能，并且低毒性，被廣泛地應(yīng)用于藥物釋放體系和組織工程領(lǐng)域。
[0004]明膠，為動(dòng)物的皮、骨、軟骨、韌帶、肌膜等含有的膠原蛋白，經(jīng)部分水解后得到的高分子多肽的高聚化合物，具有許多優(yōu)良的功能特性，包括凝膠性、持水性、成膜性等，是非常重要的天然生物高分子材料，已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥及化工產(chǎn)業(yè)。
[0005]目前，利用明膠制備能持續(xù)釋放抗生素的親水性靜電紡絲纖維膜目前仍是一個(gè)挑戰(zhàn)，包括以下幾個(gè)技術(shù)難題:1、如何在水相溶液中制備出具有穩(wěn)定纖維結(jié)構(gòu)的親水紡絲膜，并且能夠在使用過(guò)程中保持紡絲膜的形態(tài);2、在傷口感染的情況下，如何調(diào)節(jié)抗生素的有效和持續(xù)釋放;尤其對(duì)于海藻酸及明膠這樣的天然高分子材料，其切實(shí)可行的簡(jiǎn)單生產(chǎn)操作手段及后處理手段仍未很好的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種高效、實(shí)用、安全的可生物降解及可生物吸收的、具有良好生物相容性，能在水相溶液中維持纖維結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的載藥生物高分子納米纖維膜。
[0008]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的制備載藥生物高分子納米纖維膜的方法，本發(fā)明不采用特殊的交聯(lián)劑，僅依靠高濃度乙醇酸堿交聯(lián)法便制備出在水相溶液中具有相對(duì)穩(wěn)定纖維結(jié)構(gòu)的親水紡絲膜，得到的載藥復(fù)合納米纖維膜能夠在使用過(guò)程中保持其相對(duì)穩(wěn)定性而不至于降解過(guò)快，可以在傷口愈合期內(nèi)維持較穩(wěn)定的纖維結(jié)構(gòu)，從而保持紡絲膜的形態(tài)從而承載藥物供其持續(xù)釋放。
[0009]本發(fā)明還有一個(gè)目的是通過(guò)搭配水溶性和脂溶性抗生素作為待載藥物以滿足大面積傷口對(duì)藥物持續(xù)釋放的需要。
[0010]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種載藥生物高分子納米纖維膜在體內(nèi)外創(chuàng)口敷料材料上的應(yīng)用。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟:
[0012]步驟一、配置溶解有待載藥物和生物高分子的酸性混合溶液，所述生物高分子為氧化海藻酸鈉與B型明膠以質(zhì)量比為0.01-0.45:1組成，所述待載藥物的質(zhì)量濃度為2%-8%，所述酸性混合溶液中生物高分子的質(zhì)量濃度為5%-40%，所述酸性混合溶液的pH為2-4，采用甲酸或乙酸調(diào)節(jié)pH;
[0013]步驟二、將所述酸性混合溶液裝入靜電紡絲設(shè)備的給料裝置中，進(jìn)行靜電紡絲制備得到復(fù)合高分子納米纖維素膜；
[0014]步驟三、將復(fù)合高分子納米纖維素膜依次置于乙醇體積分?jǐn)?shù)逐漸減小的堿性乙醇溶液中浸泡進(jìn)行交聯(lián)至少2次，所述堿性乙醇溶液中乙醇的體積分?jǐn)?shù)為80 %~99%,所述堿性乙醇溶液的pH為8-10;
[0015]步驟四、將交聯(lián)后的復(fù)合高分子納米纖維素膜用體積分?jǐn)?shù)不大于交聯(lián)用的堿性乙醇溶液的中性乙醇溶液洗滌多次，干燥后得到載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜。
[0016]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，所述酸性混合溶液中生物高分子的質(zhì)量濃度為10%-30%，所述生物高分子為氧化海藻酸鈉與B型明膠以質(zhì)量比為0.10-0.30:1，所述待載藥物的質(zhì)量濃度為3%-6%。
[0017]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，所述待載藥物為慶大霉素和環(huán)丙沙星以質(zhì)量比為1:0.1-9組成。
[0018]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，所述中性乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)最小值不低于60%。
[0019]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，步驟三中的交聯(lián)具體是指:將復(fù)合高分子納米纖維素膜置于體積分?jǐn)?shù)為95%、pH為9-10的堿性乙醇溶液中第一次浸泡，再置于體積分?jǐn)?shù)為90%、pH為9-10的堿性乙醇溶液中第二次浸泡，兩次浸泡所用的時(shí)間分別為8-16h，浸泡溫度為25-50 0C。
[0020]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，所述步驟四中使用中性乙醇溶液洗滌多次為2-6次，中性乙醇溶液每次洗滌用的體積為待洗交聯(lián)后復(fù)合高分子納米纖維素膜體積的4-7倍，中性乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為80%。
[0021]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，所述干燥為真空干燥，真空度為-0.02MPa，干燥溫度為25-45 °C，干燥時(shí)間為4_8h。
[0022]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，所述靜電紡絲的工藝參數(shù)為:給料裝置溫度為25-70°C、給料速率為50-200ul/min，給料裝置和收集裝置間距為10-20cm，環(huán)境溫度為20-50°C，環(huán)境空氣流速為0-6.5m3/h，紡絲電壓為10-30kV。
[0023]優(yōu)選的是，所述的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的制備方法，所述載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜的厚度為10-200μπι，直徑為50-1500nm，重均分子量為5-30萬(wàn)。
[0024]本發(fā)明還公開(kāi)了一種由上述任一方法制備的載藥生物高分子復(fù)合納米纖維膜。
[0025]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0026](I)本發(fā)明提供了一種高效、實(shí)用、安全的可生物降解及可生物吸收的、具有良好生物相容性的載藥生物高分子納米纖維膜，同時(shí)提供了一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的制備可在水相溶液中保持一定穩(wěn)定性的載藥高分子復(fù)合納米纖維膜的方法，通過(guò)本發(fā)明采用高濃度乙醇酸堿交聯(lián)制備得到的載藥生物高分子納米纖維膜可以調(diào)控內(nèi)部載藥量和釋放速度，從而控制創(chuàng)口愈合過(guò)程中抗生素的濃度，以滿足不同感染狀態(tài)下的具體需求；
[0027](2)本發(fā)明的纖維材料為親水性材料，在傷口愈合過(guò)程中可提供一個(gè)濕潤(rùn)的環(huán)境，有利于傷口愈合；
[0028](3)本發(fā)明將靜電紡絲工藝學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、藥理學(xué)等相結(jié)合，提供了一種外傷治療材料，同時(shí)也是納米生物技術(shù)的具體體現(xiàn)；
[0029](4)慶大霉素是一種氨基糖苷類抗生素，具有親水性，慶大霉素能與細(xì)菌核糖體30s亞基結(jié)合，阻斷細(xì)菌蛋白質(zhì)合成，主要用于治療細(xì)菌感染，尤其是革蘭氏陰性菌引起的感染;環(huán)丙沙星為合成的第三代喹諾酮類抗菌藥物，為脂溶性抗生素，具有廣譜抗菌活性，殺菌效果好，由于兩種抗生素的溶解度不同，慶大霉素在生理狀態(tài)下溶解度是100mg/mL，而環(huán)丙沙星溶解度只有l(wèi)yg/mL，在實(shí)際使用時(shí)慶大霉素快速釋放，而環(huán)丙沙星緩慢持久的釋放，因而抗菌效果可以覆蓋傷