一種殼聚糖無紡布及其制備方法與應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種殼聚糖無紡布及其制備方法與應(yīng)用，其特征在于：以聚甲基丙烯酸為共紡高分子材料，與殼聚糖靜電共紡制備殼聚糖超細(xì)纖維，然后將上述殼聚糖超細(xì)纖維通過高溫交聯(lián)，制備殼聚糖無紡布。本發(fā)明通過靜電紡絲技術(shù)制備的殼聚糖無紡布，具有纖維細(xì)小，高度多孔性，高比表面積等特點(diǎn)，采用聚甲基丙烯酸同時作為共紡試劑和交聯(lián)試劑，有效地提高殼聚糖的可紡性，利用N,N?二甲基甲酰胺或二甲亞砜作為助溶劑提高無紡布中納米纖維的形貌；交聯(lián)后的殼聚糖無紡布表現(xiàn)出良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐溶劑性能、耐酸堿性能以及藥物緩釋性能；并且通過調(diào)節(jié)交聯(lián)時間和溫度還可以對藥物緩釋性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而擴(kuò)展了殼聚糖無紡布的應(yīng)用范圍。
【專利說明】_種殼聚糖無紡布及其制備方法與應(yīng)用
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種微納米級無紡布載藥體系，具體涉及一種殼聚糖無紡布及其制備方法與應(yīng)用。
[0002]
【背景技術(shù)】:
甲殼素是從甲殼類動物如蝦，昆蟲，螃蟹等動物殼中萃取的一種天然聚合物，目前在自然界中的產(chǎn)量僅次于纖維素，而殼聚糖是甲殼素脫乙酰后的產(chǎn)物。殼聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，在生物體可以降解為CO2和水，因此殼聚糖在生物醫(yī)學(xué)、組織工程、藥物緩釋、細(xì)胞及酶的固定化、高分子膜材料等方面具有十分廣泛的應(yīng)用。
[0003]納米材料具有極大的比表面積，可以使得藥物組分能夠得到很好的分散和固定，被認(rèn)為是性能超群的藥物載體材料。其中由靜電紡絲制得的納米級超細(xì)纖維具有比表面積高、孔隙率大、纖維結(jié)構(gòu)可控、適易于高分子材料的微加工等優(yōu)點(diǎn)，是一類優(yōu)良的藥物載體材料。由于殼聚糖僅溶于酸性溶液中，同時由于殼聚糖分子鏈上含有大量的氨基，在酸性溶液中質(zhì)子化，從而使分子鏈相互排斥，最終導(dǎo)致純粹殼聚糖的靜電紡絲非常困難。目前只有少數(shù)文獻(xiàn)報道了殼聚糖的靜電紡絲，而且需要用到劇毒和腐蝕性的三氟乙酸作為溶劑或助溶劑(孫康，王麗平.殼聚糖靜電紡納米纖維的制備和特點(diǎn).應(yīng)用化學(xué)，2011，28: 123-130.)。因此目前常用的制備殼聚糖靜電紡絲膜是采用和其它高分子進(jìn)行共紡制備得到，如聚氧化乙烯，聚乙烯醇和聚交酯等.如天津大學(xué)袁曉燕等通過共紡制備的殼聚糖/聚氧化乙烯(聚乙烯醇)和聚α-羥基酸酯/殼聚糖等超細(xì)纖維形成的無紡布，具有吸水量大、降解速度可調(diào)控，細(xì)胞親核性好等優(yōu)點(diǎn)，可在組織領(lǐng)域得到應(yīng)用(袁小燕，張園園，段斌等，殼聚糖納米超細(xì)纖維膜材料及其制備方法，中國專利，N0.CN1569254;聚α-羥基酸酯/殼聚糖超細(xì)纖維雜化膜材料及其制備方法，中國專利，N0.CN1569255)；Toshkova等通過靜電紡絲的方法，將抗癌藥阿霉素、殼聚糖和聚交酯制備成阿霉素?zé)o紡布，動物體內(nèi)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)該無紡布對Graf fi腫癌細(xì)胞表現(xiàn)出較高的毒性，動物的存活率得到提高、而且復(fù)發(fā)率也明顯減小(Toshkova Rj Manolova N， Gardeva E， Ignatova M et al， Antitumor activity ofquaternized chitason—based electrospun implants against Graffi myeloid tumor.1nternat1nal Journal of Pharmaceutics, 2010，400: 221-223)0
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的第一方面目的是提供了一種具有良好溶劑穩(wěn)定性和機(jī)械性能、耐酸堿的殼聚糖無紡布。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種殼聚糖無紡布，其特征在于:以聚甲基丙烯酸為共紡高分子材料，與殼聚糖靜電共紡制備殼聚糖超細(xì)纖維，然后將上述殼聚糖超細(xì)纖維通過高溫交聯(lián)，制備殼聚糖無紡布，該無紡布纖維平均直徑為100 nm?500 nm。
[0006]本發(fā)明的第二方面目的是提供一種殼聚糖無紡布的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(I)配制殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液:
a):配制殼聚糖溶液:將分子量為5?100萬的殼聚糖和分子量為0.5?20萬的聚甲基丙烯酸溶于50?90 wt.%乙酸水溶液，600C攪拌溶解得到7.5?15 wt.%的混合溶液；
b):往步驟a配置的混合溶液中加入1-1Owt.%的N，N-二甲基甲酰胺或二甲亞砜溶劑，攪拌得到均勻溶液；
c)往步驟b配置的溶液中加入0.01-0.5wt.%的水溶性藥物，配置得殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液；
所述的水溶性藥物選自阿司匹林、水楊酸、左氧氟沙星、安乃近、頭孢拉定、阿莫西林的任意一種，優(yōu)選為水楊酸或左氧氟沙星。
[0007](2)殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液靜電紡絲:
將步驟(I)配制的殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液裝入靜電紡絲裝置的注射器中，進(jìn)行靜電紡絲，得到殼聚糖超細(xì)纖維，其中:注射器嘴內(nèi)徑為0.7?1.2 mm，靜電紡絲工藝條件為:電壓為15 kV?30 kV、流量為0.5?1.5 mL/h、接收距離為10?25 cm；
(3)無紡布的交聯(lián):
將步驟(2)制備的殼聚糖超細(xì)纖維置于烘箱中，于150-250°C進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1- 6小時，得到殼聚糖無紡布。
[0008]優(yōu)選地，將殼聚糖超細(xì)纖維在空氣或氮?dú)饣驓鍤饣蛘婵諚l件下，于150?250°C進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1-6小時，得到殼聚糖無紡布。
[0009]上述制備得到的殼聚糖無紡布:纖維直徑:100?500 nm;比表面積:1.2?10.0 m2/g;無紡布在50%乙酸溶液中48小時溶脹率小于500%;載藥量:0?40 %。具有纖維細(xì)小、高度多孔性、高比表面積、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐溶劑性能、耐酸堿性能、高載藥量、藥物緩釋性能好等優(yōu)點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明的第三方面目的是提供了一種殼聚糖無紡布作為醫(yī)用敷料的應(yīng)用，本發(fā)明的殼聚糖無紡布作為醫(yī)用敷料應(yīng)用時，可有效控制藥物的緩釋性能。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:
1、本發(fā)明通過靜電紡絲技術(shù)制備的殼聚糖無紡布，具有纖維細(xì)小，高度多孔性，高比表面積等特點(diǎn)，
2、采用聚甲基丙烯酸同時作為共紡試劑和交聯(lián)試劑，有效地提高殼聚糖的可紡性，利用N，N_ 二甲基甲酰胺或二甲亞砜作為助溶劑提高無紡布中納米纖維的形貌；
3、交聯(lián)后的殼聚糖無紡布表現(xiàn)出良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐溶劑性能、耐酸堿性能以及藥物緩釋性能;并且通過調(diào)節(jié)交聯(lián)時間和溫度還可以對藥物緩釋性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而擴(kuò)展了殼聚糖無紡布的應(yīng)用范圍。
[0012]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]
【附圖說明】:
圖1為實(shí)施例1制備的殼聚糖無紡布放大2000倍掃描電鏡圖；
圖2為實(shí)施例1制備的殼聚糖無紡布50wt.%醋酸溶液中浸泡24小時后放大2000倍掃描電鏡圖； 圖3為實(shí)施例2制備的殼聚糖無紡布放大2000倍掃描電鏡圖；
圖4為實(shí)施例1和2制備的殼聚糖無紡布在PBS (pH = 7.4)緩沖溶液中的水楊酸釋放結(jié)果;
圖5為實(shí)施例3制備的殼聚糖無紡布在PBS (pH = 7.4)緩沖溶液中的水楊酸釋放結(jié)果O
[0014]
【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
取分子量為20萬的殼聚糖0.35g，分子量8萬聚甲基丙烯酸0.35g，60°C下溶于7.0g、65 wt.%的乙酸水溶液中，然后再加1.0 g的N，N-二甲基甲酰胺溶劑，攪拌溶解后，再加入
0.035g水楊酸溶解，攪拌溶解，向帶有內(nèi)徑為1.2mm平頭針頭的20mL注射器中注入紡絲溶液，將注射器固定在微量注射栗上，在距離針頭15cm處放置金屬接收屏;將針頭與25 kV的高壓直流電源相連，設(shè)定2.0 mL/h流量進(jìn)行靜電紡絲，在20 h后接收屏收集到直徑約為187 nm的殼聚糖超細(xì)纖維，然后在烘箱中180 °C處理2 h，得到殼聚糖無紡布。
[0015]
實(shí)施例2:
取分子量為20萬的殼聚糖0.35g，2萬聚甲基丙烯酸0.35g，60 °C下溶于7.0g、65 wt.%的乙酸水溶液中，然后再加1.0 g的二甲亞砜，攪拌溶解后，再加入0.035 g水楊酸溶解，攪拌溶解。向帶有內(nèi)徑為1.2 mm平頭針頭的20 mL注射器中注入紡絲溶液，將注射器固定在微量注射栗上，在距離針頭15 cm處放置金屬接收屏。將針頭與25 kV的高壓直流電源相連，設(shè)定2.0 mL/h流量進(jìn)行靜電紡絲，在20 h后接收屏收集到直徑約為457 nm的殼聚糖超細(xì)纖維;然后在烘箱中160°C處理2 h，得到殼聚糖無紡布。
[0016]
實(shí)施例3、不同交聯(lián)時間對緩釋性能的影響。
[0017]制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于:改變交聯(lián)時間，分別在180°C交聯(lián)1、2、6小時以研究其對殼聚糖無紡布的水楊酸緩釋性能影響，檢測結(jié)果如圖5所示。緩釋性能實(shí)驗(yàn)如下:將20 mg殼聚糖無紡布置于100 mL PBS溶液(pH=7.4)中，20°C恒溫振蕩，采用紫外光譜檢測溶液在波長為295 nm處吸收峰(水楊酸紫外特征吸收峰)變化。
[0018]
廣品性能檢驗(yàn):
將實(shí)施例1?3制備的殼聚糖無紡布，分別進(jìn)行電鏡掃描、耐溶劑性能、藥物緩釋性能檢測，統(tǒng)計結(jié)果如圖1?圖5所示。
[0019]1、電鏡掃描:
如圖1所示，實(shí)施例1制備的殼聚糖無紡布，具有纖維細(xì)小、高度多孔性、高比表面積等特點(diǎn)，聚甲基丙烯酸同時作為共紡試劑和交聯(lián)試劑，有效地提高殼聚糖的可紡性，纖維直徑:150?500 nm，比表面積:1.2?10.0 m2/g，無紡布的拉伸強(qiáng)度為11.2 MPa0
[0020]結(jié)合圖3所示，實(shí)施例2以二甲基亞砜作為助溶劑，能大幅提高無紡布的纖維直徑，因此，可以通過添加二甲亞砜調(diào)節(jié)無紡布的纖維直徑。
[0021]2、耐溶劑性能: 如圖2所示，交聯(lián)后的殼聚糖無紡布表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐溶劑性能、耐酸堿性能;在50wt.%醋酸溶液中浸泡24小時后纖維結(jié)構(gòu)無明顯變化。
[0022]3、藥物緩釋性能:
如圖4所示，實(shí)施例1、實(shí)施例2制備的殼聚糖無紡布，可以有效控制藥物的釋放性能。
[0023]如圖5所示，通過調(diào)節(jié)交聯(lián)時間和溫度，可以對藥物緩釋性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而擴(kuò)展了殼聚糖無紡布的應(yīng)用范圍，最佳工藝為交聯(lián)溫度180°C，交聯(lián)時間6小時。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種殼聚糖無紡布，其特征在于:以聚甲基丙烯酸為共紡高分子材料，與殼聚糖靜電共紡制備殼聚糖超細(xì)纖維，然后將上述殼聚糖超細(xì)纖維通過高溫交聯(lián)，制備殼聚糖無紡布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種殼聚糖無紡布，其特征在于:所述殼聚糖無紡布:纖維直徑:100?500 nm；比表面積:1.2?10.0 m2/g;無紡布在50%乙酸溶液中48小時溶脹率小于500%;載藥量:O?40 %。3.一種殼聚糖無紡布的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配制殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液: a):配制殼聚糖溶液:將分子量為5?100萬的殼聚糖和分子量為0.5?20萬的聚甲基丙烯酸溶于50?90 wt.%乙酸水溶液，600C攪拌溶解得到7.5?15 wt.%的混合溶液； b):往步驟a配置的混合溶液中加入1-1Owt.%的N，N-二甲基甲酰胺或二甲亞砜溶劑，攪拌得到均勻溶液； c)往步驟b配置的溶液中加入0.01-0.5 wt.%的水溶性藥物，配置得殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液； (2)殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液靜電紡絲: 將步驟(I)配制的殼聚糖/聚甲基丙烯酸/藥物溶液裝入靜電紡絲裝置的注射器中，進(jìn)行靜電紡絲，得到殼聚糖超細(xì)纖維，其中:注射器嘴內(nèi)徑為0.7?1.2 mm，靜電紡絲工藝條件為:電壓為15 kV?30 kV、流量為0.5?1.5 mL/h、接收距離為10?25 cm； (3)無紡布的交聯(lián): 將步驟(2)制備的殼聚糖超細(xì)纖維置于烘箱中，于150-250 °C進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1- 6小時，得到殼聚糖無紡布。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種殼聚糖無紡布的制備方法，其特征在于:將殼聚糖超細(xì)纖維在空氣或氮?dú)饣驓鍤饣蛘婵諚l件下，于150?250°C進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1-6小時，得到殼聚糖無紡布。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種殼聚糖無紡布的制備方法，其特征在于:所述的水溶性藥物選自阿司匹林、水楊酸、左氧氟沙星、安乃近、頭孢拉定、阿莫西林的任意一種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種殼聚糖無紡布的制備方法，其特征在于:所述的水溶性藥物為水楊酸或左氧氟沙星。7.—種殼聚糖無紡布作為醫(yī)用敷料的應(yīng)用，其特征在于:所述殼聚糖無紡布作為醫(yī)用敷料應(yīng)用時，可有效控制藥物的緩釋性能。
【文檔編號】D01D5/00GK106075532SQ201610465546
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】邢桂英
【申請人】紹興文理學(xué)院