一種乙基纖維素載藥納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種乙基纖維素載藥納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用，所述納米纖維膜的成分包括乙基纖維素和藥物；其中，藥物與乙基纖維素的質(zhì)量比為1：10～1：20。制備方法包括：將藥物加入到乙基纖維素EC溶液中，攪拌至分散均勻，得到紡絲液；進(jìn)行靜電紡絲，得到的纖維膜進(jìn)行干燥，得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單可行；制備得到的納米纖維膜為具有藥物緩慢釋放功能的疏水納米材料，能夠作為生物醫(yī)用材料使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種乙基纖維素載藥納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于靜電紡絲纖維的制備領(lǐng)域，特別涉及一種乙基纖維素載藥納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]納米纖維材料作為一種新型材料，是納米科學(xué)領(lǐng)域最前沿的研究領(lǐng)域，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于功能性的材料。靜電紡絲技術(shù)是利用聚合物溶液或者溶體在高壓靜電場(chǎng)的作用下，液滴形成噴射流的過(guò)程，是目前制備納米纖維最重要的方法之一。作為一種日漸成熟、簡(jiǎn)單方便、低成本的納米纖維制備技術(shù)，靜電紡絲可以制備比表面積大、孔隙率高的納米纖維和納米結(jié)構(gòu)材料，其尺寸可以控制在十幾納米到幾個(gè)微米之間。靜電紡納米纖維廣泛應(yīng)用于組織工程、紡織材料、生物傳感器、藥物緩釋、基因治療、創(chuàng)傷敷料和環(huán)境等方面。由于靜電紡納米纖維膜具有超高的比表面積，可以促進(jìn)細(xì)胞的粘附和物質(zhì)的運(yùn)輸，而且可以模擬細(xì)胞外基質(zhì)，利于細(xì)胞的生長(zhǎng)。因此，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，靜電紡納米纖維膜被廣泛應(yīng)用于藥物緩釋?zhuān)?xì)胞靶向等方面。
[0003]乙基纖維素(EthylCellulose，EC)是一種不溶于水的纖維素衍生物，是由纖維素鏈中的部分羥基被乙基取代所形成的。由于其良好的生物相容性和無(wú)毒性，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于藥物制劑中的片劑粘合材料，薄膜包衣材料，骨架緩釋片，緩釋微丸及緩釋微膠囊等。乙基纖維素溶于無(wú)水乙醇后有較大的粘度，在紡絲的過(guò)程中性質(zhì)穩(wěn)定，成纖維性能好，在傷口敷料和組織工程方面具有許多潛在應(yīng)用。
[0004]酮洛芬(Ket0pr0fen，KET)是具有苯丙酸結(jié)構(gòu)的非留體類(lèi)抗炎藥物，具有良好的鎮(zhèn)痛，解熱，抗炎作用。在臨床上廣泛用于治療各種類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊柱炎、牙痛、術(shù)后疼痛、癌癥疼痛和急性腎絞痛等各種疼痛。但是，酮洛芬具有消化道副作用，長(zhǎng)期服用對(duì)腸胃刺激較大，會(huì)引起潰瘍、出血等不良反應(yīng)。因此，將酮洛芬與靜電紡絲的方法結(jié)合，利用藥物的緩釋?zhuān)瑴p少副作用。
[0005]藥物緩釋體系是以一定材料作為載體，使藥物在特定的時(shí)間范圍內(nèi)以一定速度緩慢釋放，達(dá)到對(duì)疾病更有效治療的一種手段。利用藥物緩釋體系，可以保持血漿中的藥物濃度維持在一個(gè)恒定值，尤其對(duì)于毒性大的藥物來(lái)說(shuō)，可以減緩藥物的毒副作用。而多肽等半衰期很短的大分子藥物，采用藥物緩釋體系是最好的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種乙基纖維素載藥納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用，該納米纖維膜以乙基纖維素為材料，酮洛芬為模型藥物，采用靜電紡絲方法制備，紡絲原液通過(guò)共混配制；制備具有藥物緩慢釋放功能的疏水納米材料，制備方法簡(jiǎn)單可行。
[0007]本發(fā)明的一種乙基纖維素載藥納米纖維膜，其特征在于，所述納米纖維膜的成分包括乙基纖維素和藥物;其中，藥物與乙基纖維素的質(zhì)量比為1:10?1:20。
[0008]所述藥物為酮洛芬。
[0009]所述酮洛芬的分子量約為254，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%。
[0010]本發(fā)明的一種乙基纖維素載藥納米纖維膜的制備方法，包括:
[0011 ] (I)將藥物加入到乙基纖維素EC溶液中使其完全溶解;在常溫條件下，磁力攪拌48h以上至分散均勻，得到紡絲液;其中，藥物與乙基纖維素的質(zhì)量比為1:10?1:20;
[0012](2)將步驟(I)中的紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，得到的纖維膜進(jìn)行干燥(放入真空干燥箱中常溫干燥24h)，得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0013]所述步驟(I)中EC溶液的質(zhì)量濃度為15%?20%(w/v);溶劑為六氟異丙醇。
[0014]所述六氟異丙醇的質(zhì)量濃度為90 %?95 %，含水量小于0.1 %。
[0015]所述步驟(2)中靜電紡絲的條件為:電壓為12-13kV，流速為0.2-0.4mL/h，接收距離為15-20cm，濕度在40-50 %之間；紡絲時(shí)間為5-1 Oh。
[0016]所述納米纖維膜應(yīng)用于藥物緩釋體系。
[0017]所述納米纖維膜應(yīng)用于藥物緩釋體系包括:取一定量的載藥納米纖維膜浸入20mL的PBS緩沖液，置于恒溫?fù)u床中，參數(shù)設(shè)置為370C，速度為100次/min;每隔一定時(shí)間取出Iml釋放介質(zhì)，同時(shí)補(bǔ)入相同體積的PBS緩沖液；采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定釋放介質(zhì)在254nm時(shí)的吸光度并且計(jì)算藥物累計(jì)釋放量。
[0018]所述的恒溫?fù)u床為SHZ-82氣浴恒溫振蕩器。
[0019]所述的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的型號(hào)為UV-1800。
[0020]本發(fā)明制備具有藥物緩慢釋放功能的納米材料，用做藥物緩釋模型載體，進(jìn)一步的應(yīng)用于多種藥物在體內(nèi)的緩慢釋放治療，延長(zhǎng)給藥時(shí)間，降低藥物毒副作用且具有良好的生物相容性。
[0021]有益效果
[0022](I)本發(fā)明采用靜電紡絲的方法，制備了乙基纖維素載藥納米纖維膜，制備方法操作易行、實(shí)驗(yàn)條件溫和；
[0023](2)本發(fā)明的制備的納米纖維膜具有良好的生物相容性，能夠作為生物醫(yī)用材料使用；
[0024](3)本發(fā)明涉及的納米纖維膜的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可以用于各種疾病中的藥物緩慢釋放治療。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為實(shí)施例1中載藥乙基纖維素納米纖維膜的透射電鏡照片；
[0026]圖2為實(shí)施例2中載藥乙基纖維素納米纖維膜的掃描電鏡照片(2A)和直徑分布圖(2B);
[0027]圖3為實(shí)施例3中乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜的紅外光譜圖；
[0028]圖4為實(shí)施例4中乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜的XRD圖；
[0029]圖5為實(shí)施例5中載藥乙基纖維素納米纖維膜的掃描電鏡照片；
[0030]圖6為實(shí)施例6中載藥乙基纖維素納米纖維膜的藥物釋放曲線；
[0031 ]圖7為實(shí)施例7中載藥乙基纖維素納米纖維膜的MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0033]實(shí)施例1
[0034](I)用天平稱(chēng)取0.402g的EC固體粉末，使其完全溶解在2mL六氟異丙醇中。
[0035](2)向上述溶液中加入0.04g酮洛芬藥物并使其完全溶解，用磁力攪拌器攪拌48h，直至二者在溶劑中完全溶解并且混合均勻。
[0036](3)將配置好的紡絲液5mL裝到靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)紡絲參數(shù)進(jìn)行電紡，噴出流速為0.3mL/h，靜電壓為13kV，接收距離為15cm，所處環(huán)境溫度為25°C，濕度為40-50%，紡絲時(shí)間為5h;收集到的纖維膜放入真空干燥箱中常溫干燥24h，得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0037](4)在紡絲過(guò)程中用銅網(wǎng)收集幾根納米纖維，將收集到的納米纖維常溫干燥24h，然后用透射電子顯微鏡進(jìn)行形貌觀察;表征結(jié)果如圖1所示，可以看出單根納米纖維的粗細(xì)均勻，表面光滑。
[0038]實(shí)施例2
[0039](I)用天平稱(chēng)取0.60 Ig的EC固體粉末，使其完全溶解在3mL六氟異丙醇中。
[0040](2)向上述溶液中加入0.06g酮洛芬藥物并使其完全溶解，用磁力攪拌器攪拌48h，直至二者在溶劑中完全溶解并且混合均勻。
[0041 ] (3)將配置好的紡絲液3mL裝到靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)紡絲參數(shù)進(jìn)行電紡，噴出流速為0.2mL/h，靜電壓為12kV，接收距離為17cm，所處環(huán)境溫度為25°C，濕度為40-50%，紡絲時(shí)間為6h。
[0042](4)將收集到的納米膜放入真空干燥箱中常溫干燥24h，即得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0043](5)對(duì)乙基纖維素載藥納米纖維膜的SEM表征如圖2A所示，纖維呈網(wǎng)狀均勻分布，無(wú)粘連現(xiàn)象，說(shuō)明加入藥物后對(duì)乙基纖維素的可紡性能沒(méi)有影響。通過(guò)乙基纖維素載藥納米纖維膜的掃描電鏡照片，用Image J統(tǒng)計(jì)出纖維直徑分布圖，如圖2B所示，該分布圖呈現(xiàn)正態(tài)分布，說(shuō)明所制備得到的納米纖維膜的直徑較為穩(wěn)定，且其平均直徑為530.62nm。
[0044]實(shí)施例3
[0045](I)用天平稱(chēng)取0.799g的EC固體粉末，使其完全溶解在4mL六氟異丙醇中。
[0046](2)向上述溶液中加入0.0Sg酮洛芬藥物并使其完全溶解，用磁力攪拌器攪拌48h，直至二者在溶劑中完全溶解并且混合均勻。
[0047](3)將配置好的紡絲液4mL裝到靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)紡絲參數(shù)進(jìn)行電紡，噴出流速為0.4mL/h，靜電壓為13kV，接收距離為16cm，所處環(huán)境溫度為25°C，濕度為40-50%，紡絲時(shí)間為7h。
[0048](4)將收集到的納米膜放入真空干燥箱中25°C干燥24h，即得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0049](5)剪取I X Icm的纖維膜，進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜測(cè)試。
[0050](6)酮洛芬、乙基纖維素納米纖維膜以及載藥納米纖維膜的FTIR圖譜如圖3所示，乙基纖維素在3474.19cm—1出現(xiàn)羥基峰，1107.44cm—1處出現(xiàn)分子內(nèi)醚鍵的伸縮振動(dòng)峰。酮洛芬在1695.63cm—1和1655.13cm—1處出現(xiàn)碳氧雙鍵的伸縮振動(dòng)峰，在乙基纖維素載藥納米膜的紅外圖譜中都可以看到這兩個(gè)特征峰的存在，表明酮洛芬成功負(fù)載在乙基纖維素納米膜上。
[0051 ] 實(shí)施例4
[0052](I)用天平稱(chēng)取1.002g的EC固體粉末，使其完全溶解在5mL六氟異丙醇中。
[0053](2)向上述溶液中加入0.1g酮洛芬藥物(KET)并使其完全溶解，用磁力攪拌器攪拌48h，直至二者在溶劑中完全溶解并且混合均勻。
[0054](3)將配置好的紡絲液5mL裝到靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)紡絲參數(shù)進(jìn)行電紡，噴出流速為0.3mL/h，靜電壓為12kV，接收距離為18cm，所處環(huán)境溫度為25°C，濕度為40-50%，紡絲時(shí)間為8h。
[0055](4)將收集到的納米膜放入真空干燥箱中25°C干燥24h，即得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0056](5)對(duì)乙基纖維素載藥納米纖維膜的XRD表征如圖4所示，見(jiàn)乙基纖維素纖維在2Θ為44.3°處有一個(gè)高的衍射峰，在15.9°處有一個(gè)較低的衍射峰，而酮洛芬在載入納米纖維前，在2Θ為15°、18.3°、22.8°等處均有衍射峰值，而在載入納米膜之后特征峰消失，說(shuō)明酮洛芬在納米纖維中是呈無(wú)定型狀態(tài)。
[0057]實(shí)施例5
[0058](I)用天平稱(chēng)取0.601的EC固體粉末，使其完全溶解在3mL六氟異丙醇中。
[0059](2)向上述溶液中加入0.06g酮洛芬藥物并使其完全溶解，用磁力攪拌器攪拌48h，直至二者在溶劑中完全溶解并且混合均勻。
[0060](3)將配置好的紡絲液3mL裝到靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)紡絲參數(shù)進(jìn)行電紡，噴出流速為0.2mL/h，靜電壓為13kV，接收距離為16cm，所處環(huán)境溫度為25°C，濕度為40-50%，紡絲時(shí)間為7h。
[0061](4)將收集到的納米膜放入真空干燥箱中常溫干燥24h，即得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0062](5)對(duì)乙基纖維素載藥納米纖維膜的SEM表征如圖5所示，纖維呈網(wǎng)狀均勻分布，無(wú)粘連現(xiàn)象，說(shuō)明已經(jīng)成功制備出乙基纖維素載藥納米纖維。
[0063]實(shí)施例6
[0064](I)用天平稱(chēng)取1.204g的EC固體粉末，使其完全溶解在6mL六氟異丙醇中。
[0065](2)向上述溶液中加入0.12g酮洛芬藥物并使其完全溶解，用磁力攪拌器攪拌48h，直至二者在溶劑中完全溶解并且混合均勻。
[0066](3)將配置好的紡絲液5mL裝到靜電紡絲裝置中，調(diào)節(jié)紡絲參數(shù)進(jìn)行電紡，噴出流速為0.3mL/h，靜電壓為12kV，接收距離為17cm，所處環(huán)境溫度為25°C，濕度為40-50%，紡絲時(shí)間為8h。
[0067](4)將收集到的納米膜放入真空干燥箱中常溫干燥24h，即得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0068](5)取73.2mg載藥納米纖維膜浸入20mL的I3BS緩沖液，置于恒溫?fù)u床中，參數(shù)設(shè)置為37°C，速度為100次/min.
[0069](6)每隔I小時(shí)取出ImL釋放介質(zhì)，同時(shí)補(bǔ)入相同體積的PBS緩沖液。
[0070](7)采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定釋放介質(zhì)在254nm時(shí)的吸光度并且計(jì)算藥物累計(jì)釋放量。
[0071](8)釋放時(shí)間一酮洛芬累積釋放率曲線圖如圖6所示。由圖可知，酮洛芬的釋放速率相對(duì)較慢，總的藥物釋放量較小，7天左右達(dá)到藥物的一個(gè)最大釋放量，為50%左右。這是因?yàn)橐一w維素是一種疏水的材料，在緩沖液中的溶解度很小，所以負(fù)載在納米纖維膜中的藥物很難釋放出來(lái)，但這也正好達(dá)到了藥物緩慢釋放的效果，延長(zhǎng)了用藥時(shí)間。
[0072]實(shí)施例7
[0073](I)用天平稱(chēng)取0.802的EC固體粉末，使其完全溶解在4mL六氟異丙醇中。
[0074](2)向上述溶液中加入0.08g酮洛芬藥物并使其完全溶解，用磁力攪拌器攪拌48h，直至二者在溶劑中完全溶解并且混合均勻。
[0075](3)將配置好的紡絲液4mL裝到靜電紡絲裝置中，在接收裝置上面放置12個(gè)圓形載玻片，調(diào)節(jié)紡絲參數(shù)進(jìn)行電紡，噴出流速為0.2mL/h，靜電壓為12kV，接收距離為18cm，所處環(huán)境溫度為25°C，濕度為40-50%，紡絲時(shí)間為9h，使納米纖維膜覆蓋在玻璃片上。
[0076](4)將收集到的納米膜放入真空干燥箱中常溫干燥24h，即得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。
[0077](5)將有納米纖維膜的玻片剪下，放入24孔板中，用干凈的玻片做空白對(duì)照，紫外照射24小時(shí)殺菌消毒。
[0078](6)將200yL的L929成纖維細(xì)胞以4000/孔的密度種植在24孔板上，在37°C，5%C02的條件下分別I，3，5天后，去除培養(yǎng)基。
[0079](7)接著加入360yL的DMEM和40yL的MTT培養(yǎng)4小時(shí)。
[0080](8)去除培養(yǎng)基，加入400yL的DMSO，在37 V的恒溫?fù)u床上搖20min.[0081 ] (9)然后將24孔板中的溶液轉(zhuǎn)移到96孔板中，用酶標(biāo)儀測(cè)量溶液在570nm時(shí)的吸光度。
[0082](10)結(jié)果如圖7所示，可以看出乙基纖維素載藥納米纖維膜與空白對(duì)照相比，差別不是很大，說(shuō)明此納米纖維生物相容性良好，適合應(yīng)用于生物醫(yī)用領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種乙基纖維素載藥納米纖維膜，其特征在于，所述納米纖維膜的成分包括乙基纖維素和藥物;其中，藥物與乙基纖維素的質(zhì)量比為1:10?1:20。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙基纖維素載藥納米纖維膜，其特征在于，所述藥物為酮洛芬。3.—種乙基纖維素載藥納米纖維膜的制備方法，包括: (1)將藥物加入到乙基纖維素EC溶液中，攪拌至分散均勻，得到紡絲液;其中，藥物與乙基纖維素的質(zhì)量比為1:10?1:20; (2)將步驟(I)中的紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，得到的纖維膜進(jìn)行干燥，得到乙基纖維素載藥納米纖維膜。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種乙基纖維素載藥納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中EC溶液的質(zhì)量濃度為15%?20% (w/v);溶劑為六氟異丙醇。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種乙基纖維素載藥納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述六氟異丙醇的質(zhì)量濃度為90%?95%，含水量小于0.1%。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種乙基纖維素載藥納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中靜電紡絲的條件為:電壓為12-13kV，流速為0.2-0.4mL/h，接收距離為15-20cm ，濕度在40-50 %之間；紡絲時(shí)間為5-1 Oh。7.—種如權(quán)利要求1所述的乙基纖維素載藥納米纖維膜的應(yīng)用，其特征在于，所述納米纖維膜應(yīng)用于藥物緩釋體系。
【文檔編號(hào)】D04H1/4258GK106048902SQ201610560362
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】朱利民, 劉凱琳, 桑青青, 呂瑤, 李赫宇
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)