專利名稱：一種納米纖維緩釋體系及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于術(shù)后防粘連或者皮膚組織修復(fù)的藥物及生長(zhǎng)因子緩釋體系及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
高分子材料及其復(fù)合物已在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用，而生物可降解吸收的聚合物是目前較理想的生物醫(yī)用高分子材料之一。電紡絲是一種可簡(jiǎn)便高效地制備納米纖維的新技術(shù)，其通過(guò)向聚合物溶液或溶體施加高電場(chǎng)產(chǎn)生噴射流，射流被拉伸的同時(shí)溶劑揮發(fā)，形成直徑在3-5000nm的纖維。電紡絲纖維在功能材料領(lǐng)域特別是生物醫(yī)用領(lǐng)域已取得了很多應(yīng)用，如組織工程支架、傷口敷科、手術(shù)隔離膜等。而在藥物緩釋領(lǐng)域，電紡絲技術(shù)也有著潛在的應(yīng)用前景。
術(shù)后粘連是有手術(shù)史以來(lái)國(guó)內(nèi)外尚未解決的重要課題之一，全國(guó)每年有近千萬(wàn)的各種類型的手術(shù)病例，而幾乎所有的手術(shù)都涉及組織之間的防粘連和局部抗炎癥問(wèn)題。目前在臨床上使用的透明脂酸納和幾丁質(zhì)膠存在純度不高，防粘連效果差，無(wú)局部抗炎癥作用等，應(yīng)用面很狹窄。過(guò)去在預(yù)防術(shù)后粘連的研究中，僅限于腹腔手術(shù)防粘連性腸梗阻，曾經(jīng)用腹腔內(nèi)置硅油，中分子右旋糖酐和鏈激酶等方法，但均無(wú)明顯效果。同時(shí)，由于術(shù)后炎癥可引發(fā)多種并發(fā)癥，因此在防粘連的同時(shí)預(yù)防炎癥反應(yīng)的發(fā)生也是防粘連的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。
人體皮膚組織修復(fù)需要具有高度更新再生的能力，周圍健康組織中具有活性的非成熟細(xì)胞可沿著支架形成新的組織，加入生長(zhǎng)因子可極大的促進(jìn)新皮膚組織的再生。已有報(bào)道表明，堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)具有極強(qiáng)的生物學(xué)活性，能促進(jìn)創(chuàng)面毛細(xì)血管新生，改善微循環(huán)和組織的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，同時(shí)能有效地刺激成纖維細(xì)胞和成肌細(xì)胞的分裂和增殖，提高創(chuàng)面的抗感染能力，對(duì)修復(fù)皮膚創(chuàng)傷有明顯的促進(jìn)作用[10]，在組織工程技術(shù)中顯示了極大的應(yīng)用價(jià)值。Park等在雙層膠原-透明質(zhì)酸人工皮膚替代物中加入妥布霉素及堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)或血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)時(shí)，可以明顯增強(qiáng)創(chuàng)面愈合[11]。但由于生長(zhǎng)因子一般在有水存在及室溫環(huán)境下很容易失去生物活性，因此直接使用生長(zhǎng)因子時(shí)常會(huì)由于體內(nèi)的環(huán)境而失活，達(dá)不到所期望的生物效應(yīng)。因此，如何在身體環(huán)境下保持并盡可能延長(zhǎng)生長(zhǎng)因子的生物活性，是使生長(zhǎng)因子能真正在臨床發(fā)揮作用的關(guān)鍵。
Shakespare[12]指出，在一些經(jīng)過(guò)保守治療能自愈的創(chuàng)面上使用組織工程皮膚并無(wú)多大意義，重點(diǎn)應(yīng)在全層皮膚缺損的治療，而目前用于這些創(chuàng)面更多的是引起炎癥反應(yīng)。為解決感染問(wèn)題，目前已有科研組在組織工程皮膚中加入抗生素并使用緩釋技術(shù)。如Matsuda[13]等在類似Integra人工皮的硅膠層中用含抗生素的聚乳酸微囊，使其能持續(xù)地釋放抗生素。
因此將生長(zhǎng)因子和抗炎癥藥物同時(shí)引入皮膚組織工程支架中，利用生物可降解聚合物材料負(fù)載抗炎癥藥物及生長(zhǎng)因子，在病損部位持續(xù)釋放藥物和生長(zhǎng)因子，在局部抗炎癥的同時(shí)，誘導(dǎo)細(xì)胞分化。
國(guó)內(nèi)發(fā)明專利“一種用于組織修復(fù)生長(zhǎng)因子緩釋體系的制備方法”(公開號(hào)CN1584143A)中公開了一種用靜電紡絲法制備生物可降解高分子緩釋生長(zhǎng)因子體系的方法；國(guó)內(nèi)發(fā)明專利“一種術(shù)后防粘連膜用新材料的合成用應(yīng)用”(公開號(hào)CN1436801A)公開了一種通過(guò)溶液聚合法準(zhǔn)備PDLGA共聚物術(shù)后防粘連膜的制備方法。CHU BENJAMIN在專利“Biodegradable and/or bioabsorbable fibrous articles and methods for using the articlesfor medical applications”(WO02092339)中提供了靜電紡絲法制備手術(shù)防粘膜以及術(shù)后藥物緩釋膜的方法。
本發(fā)明通過(guò)靜電紡絲的方法，將抗炎癥藥物、生長(zhǎng)因子與可降解高分子材料復(fù)合，使納米纖維薄膜不斷降解，將藥物釋放，防止傷口部位的炎癥反應(yīng)，并通過(guò)釋放生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)病損部位細(xì)胞再生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種載有抗炎癥藥物及生長(zhǎng)因子的納米纖維緩釋體系及其制備方法和應(yīng)用。該方法工藝簡(jiǎn)單、操作方便；利用該方法，不但可制成載有抗炎癥藥物的術(shù)后防粘連膜，植入體內(nèi)防止術(shù)后粘連引起并發(fā)癥，更可直接作為藥物及生長(zhǎng)因子緩釋性組織工程支架，在組織工程皮膚中加入抗生素并使用緩釋技術(shù)，使組織工程支架功能化。
本發(fā)明提出的載有抗炎癥藥物及生長(zhǎng)因子納米纖維緩釋體系，是一種薄膜產(chǎn)品，納米纖維的直徑為50-800nm，分布均勻，其組成成份按質(zhì)量配比如下生物可降解聚合物100份抗炎癥藥物 0.01-10份生長(zhǎng)因子 0-1份，優(yōu)選0.001-1份。
上述納米纖維緩釋體系的制備采用靜電紡絲法，具體步驟如下(1)配制紡絲溶液，將可降解聚合物、抗炎癥藥物與生長(zhǎng)因子按上述質(zhì)量配比，溶于相應(yīng)溶劑中，得到紡絲溶液，其中，生物可降解聚合物的溶液濃度為0.05-0.3g/mL；(2)靜電紡絲，控制紡絲溶液的流速為1～15ml/h，電壓為10-30KV，得到載有抗炎癥藥物和生長(zhǎng)因子的納米纖維薄膜。
本發(fā)明中，所述的生物可降解聚合物材料包括聚丙交酯(PLA)，聚乙交酯(PGA)，聚己內(nèi)酯(PCL)，乙交酯和丙交酯的共聚物(PLGA)，丙交酯和聚乙二醇的共聚物(PLA-PEG)；聚羥基丁酸酯，聚羥基戊酸酯和聚羥基己酸酯；膠原，明膠；聚乙烯醇；殼聚糖及其衍生物；可降解聚氨酯類；聚碳酸酯；或上述材料幾種的共混物。
本發(fā)明中，所使用的藥物為各種抗炎癥藥物，如美福仙、兩親酶素、新霉素、莫匹羅星或多粘菌素B，或者為抗真菌藥(制霉菌素，如諾氟沙星或環(huán)丙沙星等)。
本發(fā)明中，所使用的生長(zhǎng)因子主要是表皮生長(zhǎng)因子(EGF)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)等之一種。
本發(fā)明中，所使用的溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮之一種或幾種的混合物。
本發(fā)明提供的納米纖維薄膜可用作術(shù)后防粘連膜，植入體內(nèi)防止手術(shù)后粘連引起并發(fā)癥，同時(shí)具有抗炎癥反應(yīng)的作用；該納米纖維薄膜也可用于皮膚組織工程，例如直接作為組織工程支架，使組織工程支架功能化。在組織修復(fù)過(guò)程中，抗炎癥的同時(shí)釋放生長(zhǎng)因子，誘導(dǎo)組織細(xì)胞的分化。
本發(fā)明所提供的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有點(diǎn)及突出性效果該方法操作簡(jiǎn)單，工序簡(jiǎn)便，可使納米纖維薄膜在防止術(shù)后粘連的同時(shí)起到抗炎癥的作用，由于藥物加入到可降解的聚合物溶液中進(jìn)行電紡絲得到的納米纖維具有高比表面積，載藥量和釋放速率可調(diào)節(jié)的范圍大，且隨著聚合物材料的降解，纖維表面的孔隙增大，釋藥速率可得到提高。另外作為皮膚組織工程支架，將藥物和生長(zhǎng)因子相結(jié)合，一方面可通過(guò)藥物防止受損部位的炎癥反應(yīng)，同時(shí)可利用釋放的生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)組織細(xì)胞的繁殖和分化。


圖1納米纖維藥物緩釋薄膜的SEM圖。
圖2不同聚合物納米纖維薄膜的藥物釋放曲線。
具體實(shí)施例方式
(1)將質(zhì)量比一定的生物可降解聚合物和藥物及(或)生長(zhǎng)因子溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，配成一定濃度的電紡絲溶液；(2)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，得到納米纖維薄膜產(chǎn)品；(3)將得到的納米纖維薄膜用于術(shù)后組織防粘連膜或者皮膚組織工程支架。
下面通過(guò)實(shí)施例可進(jìn)一步說(shuō)明和解釋本發(fā)明。
實(shí)施例11)將質(zhì)量比為100∶1的PLGA和美福仙溶于DMF/THF(1/1)的混合溶劑中，配成電紡絲溶液，PLGA的濃度為0.1g/mL；2)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為15KV，紡絲溶液流速為5ml/h，得到纖維直徑為80-800nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；3)將得到的納米纖維薄膜用于術(shù)后組織防粘連，可以防止局部組織粘連引起的炎癥及并發(fā)癥。
實(shí)施例21)將質(zhì)量比為100∶1的PLLA和美福仙溶于DMF/二氯甲烷(1/1.5)的混合溶劑中，配成電紡絲溶液，其中PLLA的濃度為0.1g/mL；2)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為30KV，紡絲溶液流速為15ml/h，得到直徑為100-1000nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；3)將得到的納米纖維薄膜用于術(shù)后組織防粘連，可以防止局部組織粘連引起的炎癥及并發(fā)癥。
實(shí)施例31)將質(zhì)量比為50∶1的PLA-PEG和美福仙溶于丙酮溶液中，配成電紡絲溶液，其中PLA-PEG的濃度為0.2g/mL。
2)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為10KV，紡絲溶液流速為1ml/h，得到直徑為100-800nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；3)將得到的納米纖維薄膜用于術(shù)后組織防粘連，以防止局部組織粘連引起的炎癥及并發(fā)癥。
實(shí)施例41)將質(zhì)量比為50∶1的PLA-PEG和美福仙溶于丙酮溶液中，配成電紡絲溶液，其中，PLA-PEG濃度為0.2g/mL。
2)給上述溶液1)中加入表皮生長(zhǎng)因子(EGF)，表皮生長(zhǎng)因子的濃度為0.01g/mL；3)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為20KV，紡絲溶液流速為10ml/h，得到直徑為100-800nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；4)得到的納米纖維薄膜可用于皮膚組織工程支架。
實(shí)施例51)將質(zhì)量比為100∶1的PLLA和美福仙溶于DMF/二氯甲烷(1/15)的混合溶劑中，配成電紡絲溶液，其中PLLA的濃度為0.1g/mL；2)給上述溶液1)中加入表皮生長(zhǎng)因子(EGF)；表皮生長(zhǎng)因子的濃度為0.02g/mL；3)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為20KV，紡絲溶液流速為12ml/h，得到直徑為90-800nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；4)得到的納米纖維薄膜可用于皮膚組織工程支架；實(shí)施例61)將質(zhì)量比為100∶1的PLGA和美福仙溶于DMF/THF(1/1)的混合溶劑中，配成電紡絲溶液，其中PLGA的濃度為0.1g/mL。
2)給上述溶液1)中加入表皮生長(zhǎng)因子(EGF)，表皮生長(zhǎng)因子的濃度為0.01g/mL；3)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為30KV，紡絲溶液流速為10ml/h，得到直徑為80-500nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；4)得到的納米纖維薄膜可用于皮膚組織工程支架。
實(shí)施例81)將質(zhì)量比為100∶1的膠原和制霉菌素溶于DMF/THF(1/1)的混合溶劑中，配成電紡絲溶液，其中膠原的濃度為0.1g/mL。
2)給上述溶液1)中分別加入0.002g/mL的表皮生長(zhǎng)因子(EGF)，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)，堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)，EGF、VEGF、bFGF的濃度分別為0.002g/mL；3)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為10KV，紡絲溶液流速為10ml/h，得到直徑為80-500nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；4)得到的納米纖維薄膜可用于皮膚組織工程支架；實(shí)施例91)將質(zhì)量比為100∶1的殼聚糖和多粘菌素B溶于DMF/THF(1/1)的混合溶劑中，配成電紡絲溶液，殼聚糖和多粘菌素B的濃度為0.1g/mL；2)給上述溶液1)中分別加入0.002g/mL的表皮生長(zhǎng)因子(EGF)，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)，堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)，EGF、VEGF、bFGF的濃度分別為0.002g/mL；
3)將所配得的電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，控制電壓為30KV，紡絲溶液流速為15ml/h，得到直徑為80-500nm的納米纖維薄膜產(chǎn)品；4)得到的納米纖維薄膜可用于皮膚組織工程支架。
權(quán)利要求
1.一種納米纖維緩釋體系，為薄膜，其特征在于納米纖維的直徑為50-800nm，分布均勻，其組成成份按質(zhì)量配比如下生物可降解聚合物100份抗炎癥藥物 0.01-10份生長(zhǎng)因子0-1份。
2.一種如權(quán)利要求1所述的納米纖維緩釋體系的制備方法，其特征在于采用靜紡絲法，具體步驟如下(1)配制紡絲溶液，將生物可降解聚合物、抗炎癥藥物與生長(zhǎng)因子按所述質(zhì)量配比，溶于相應(yīng)溶劑中，得到紡絲溶液，其中，生物可降解聚合物的溶液濃度為0.05-0.3g/mL；(2)靜電紡絲，控制紡絲溶液的流速為1～15ml/h，電壓為10-30KV，得到載有抗炎癥藥物和生長(zhǎng)因子的納米纖維薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維緩釋體系，其特征在于所述的生物可降解聚合物材料包括聚丙交酯，聚乙交酯，聚己內(nèi)酯，乙交酯和丙交酯的共聚物，丙交酯和聚乙二醇的共聚物；聚羥基丁酸酯，聚羥基戊酸酯和聚羥基己酸酯；膠原，明膠；聚乙烯醇；殼聚糖及其衍生物；可降解聚氨酯類；聚碳酸酯；或上述材料幾種的共混物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維緩釋體系，其特征在于所述的抗炎癥藥物為美福仙、兩親酶素、新霉素、莫匹羅星或多粘菌素B。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維緩釋體系，其特征在于所述溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、丙酮之一種或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種抗炎癥藥物及生長(zhǎng)因子緩釋體系及其制備方法和應(yīng)用，該法制備的納米纖維載藥薄膜可用于術(shù)后防粘連抗炎癥以及皮膚組織工程支架。作為術(shù)后防粘連薄膜，該產(chǎn)品具有生物可降解及較好的生物相容性，并通過(guò)抗炎癥藥物的控制釋放，防止手術(shù)后炎癥反應(yīng)；同時(shí)，可將藥物與生長(zhǎng)因子控釋相結(jié)合，用于皮膚組織工程，在預(yù)防病損部位炎癥反應(yīng)的同時(shí)，釋放生長(zhǎng)因子促進(jìn)皮膚細(xì)胞的再生愈合。該法制備納米纖維載藥薄膜，工藝簡(jiǎn)單，可控性好，在術(shù)后防粘連抗炎癥及皮膚組織工程領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)D01D1/00GK1739491SQ20051002969
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者任杰, 諸靜, 顧書英, 任天斌 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)