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，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題，并提供至少后面將說明的優(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程中保持其相對穩(wěn)定性而不至于降解過快，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。
[0024]本發(fā)明還公開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，在傷口愈合過程中可提供一個(gè)濕潤的環(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