專(zhuān)利名稱(chēng)：電紡絲法制備低聚乳酸-β-環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是基于電紡絲法制備具有藥物控釋性能的功能化納米纖維。屬于功能化高分子納米纖維制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電紡絲技術(shù)是一種廉價(jià)高效制備納米纖維的方法。具有一定鏈纏結(jié)的聚合物溶液在高壓靜電作用而拉伸細(xì)化，并且伴隨著溶劑的揮發(fā)固化而形成納米至亞微米級(jí)的電紡絲纖維。電紡絲過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)紡絲電壓、紡絲距離以及聚合物溶液濃度可以控制纖維直徑以及直徑分布，是一種較為理想的制備納米纖維的方法。近年來(lái)，大量文獻(xiàn)報(bào)道采用電紡絲法制備不同種類(lèi)聚合物、天然高分子以及無(wú)機(jī)納米纖維。納米纖維由于其具有高比表面積、高孔隙率等特點(diǎn)而在生物組織工程支架、活性種載體材料、納米傳感器等領(lǐng)域存在較高的應(yīng)用價(jià)值。 對(duì)電紡絲納米纖維的功能化改性是電紡絲技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。目前為止，主要的改性方法包括共混改性、結(jié)構(gòu)改性以及后處理改性等。結(jié)構(gòu)改性是指通過(guò)對(duì)電紡絲過(guò)程設(shè)計(jì)制備具有特殊結(jié)構(gòu)的納米纖維如孔結(jié)構(gòu)納米纖維、核殼結(jié)構(gòu)納米纖維、管結(jié)構(gòu)納米纖維等。后處理改性是指對(duì)所制備的納米纖維進(jìn)一步處理而使纖維功能化，如采用氣相化學(xué)蒸鍍法(CVD)、自由基轉(zhuǎn)移接枝法(ATRP)在所制備的納米纖維的表層包覆功能化聚合物。共混改性是將功能化試劑與聚合物共混紡絲而制備具有特殊功能的納米纖維。此方法是綜合不同材料特殊性能的一種簡(jiǎn)單易行的方法，但是由于共混物質(zhì)之間相互影響而導(dǎo)致材料功能性受到影響。環(huán)糊精是一種具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的低聚多糖。由于環(huán)糊精外緣親水而內(nèi)腔疏水，因而可以提供疏水結(jié)合部位，作為主體包絡(luò)多種客體分子如藥物、抗菌劑以及多種酶催化劑等形成內(nèi)含式復(fù)合材料。環(huán)糊精是迄今所發(fā)現(xiàn)的類(lèi)似于酶的理想宿主分子，并且其本身就有酶模型的特性。因而在藥物控釋、催化負(fù)載等領(lǐng)域存在較高的應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明將低聚乳酸-β_環(huán)糊精與聚乳酸共混紡絲，制備具有良好藥物控釋性能的功能化納米纖維。有文獻(xiàn)報(bào)道，共混電紡絲過(guò)程中，分子量較小的聚合物易遷移而富集于纖維的表面(Macromol. Mater. Eng. 2006, 291，1307 - 1314)。本發(fā)明利用低聚乳酸_β -環(huán)糊精易遷移的特性，使環(huán)糊精富集于所制備的納米纖維表面。同時(shí)低聚乳酸與聚乳酸具有良好的相容性是環(huán)糊精粘附于聚乳酸纖維表面，為所制備的功能化纖維提供一定的機(jī)械強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)電紡絲共混改性過(guò)程中功能化損失的缺點(diǎn)，利用低聚乳酸_β -環(huán)糊精在紡絲過(guò)程中向表面遷移的特性，制備了表面富集環(huán)糊精的功能化納米纖維。由于環(huán)糊精對(duì)客體分子具有良好的控釋作用而使所制備的納米纖維具有良好的藥物控釋性能。本發(fā)明所提供的一種具有良好藥物控釋性能的納米纖維的制備方法，包括以下操作步驟( I)低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的配制將低聚乳酸基-β -環(huán)糊精和聚乳酸溶解在二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，然后將溶液充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。所述低聚乳酸基-環(huán)糊精重均分子量為300010，000，聚乳酸重均分子量為100，000^500, 000，低聚乳酸基-β -環(huán)糊精相對(duì)于聚乳酸的比例為1:10 10:10，溶劑二氯甲烷和DMF的體積比為I: I。(2)靜電紡絲制備低聚乳酸基-β_環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維將步驟(I)中配制的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為15 28kV ;噴絲頭到收集板的距離為為15 25cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為I. (Γ2. OmL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。 與傳統(tǒng)電紡絲共混改性相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)低聚乳酸基-β-環(huán)糊精富集于纖維表面，功能化損失較??；(2)低聚乳酸基_β -環(huán)糊精與纖維基材聚乳酸相容性好，能夠牢固粘附于纖維表面；(3)高分子量的聚乳酸為所制備的功能化纖維提供了良好的機(jī)械性能；(4)聚乳酸具有良好的生物相容性、生物可降解性使所制備的納米纖維可應(yīng)用于藥物控釋體系。


圖I為實(shí)施例I制備條件下，納米纖維的SEM形貌2為實(shí)施例I制備條件下，納米纖維的TEM形貌圖
具體實(shí)施例實(shí)施例I :(I)將重均分子量為3000的低聚乳酸基-環(huán)糊精和重均分子量為100，000的聚乳酸按照質(zhì)量比為1:10的比例溶解在體積比為1:1的二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑中，配制成重量百分比為20wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。(2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為15kV ;噴絲頭到收集板的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為I. 5mL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。掃描電鏡觀察其纖維形貌(見(jiàn)圖I)。所制備的納米纖維表面富集環(huán)糊精，可作為良好的藥物控釋載體。透射電鏡觀察其纖維結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)。實(shí)施例2 (I)將重均分子量為5000的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精和重均分子量為200，000的聚乳酸按照質(zhì)量比為5:10的比例溶解在體積比為1:1的二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑中，配制成重量百分比為15wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。(2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為15kV ;噴絲頭到收集板的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為I. 5mL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。所制備的納米纖維表面富集環(huán)糊精，可作為良好的藥物控釋載體。
實(shí)施例3 (I)將重均分子量為8000的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精和重均分子量為300，000的聚乳酸按照質(zhì)量比為8:10的比例溶解在體積比為1:1的二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑中，配制成重量百分比為10wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁镣耆芙?，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。(2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為15kV ;噴絲頭到收集板的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為
I.5mL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。所制備的納米纖維表面富集環(huán)糊精，可作為良好的藥物控釋載體。實(shí)施例4 (I)將重均分子量為10，000的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精和重均分子量為500，000的聚乳酸按照質(zhì)量比為10:10的比例溶解在體積比為1:1的二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑中，配制成重量百分比為4wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁镣耆芙?，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。(2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為15kV ;噴絲頭到收集板的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為
I.5mL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。所制備的納米纖維表面富集環(huán)糊精，可作為良好的藥物控釋載體。實(shí)施例5 (I)將重均分子量為10，000的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精和重均分子量為500，000的聚乳酸按照質(zhì)量比為10:10的比例溶解在體積比為1:1的二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑中，配制成重量百分比為4wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。(2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為20kV ;噴絲頭到收集板的距離為18cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為I. OmL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。所制備的納米纖維表面富集環(huán)糊精，可作為良好的藥物控釋載體。實(shí)施例6 (I)將重均分子量為10，000的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精和重均分子量為500，000的聚乳酸按照質(zhì)量比為10:10的比例溶解在體積比為1:1的二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑中，配制成重量百分比為4wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。(2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為25kV ;噴絲頭到收集板的距離為20cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為I. OmL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡 絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。所制備的納米纖維表面富集環(huán)糊精，可作為良好的藥物控釋載體。實(shí)施例7 (I)將重均分子量為10，000的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精和重均分子量為500，000的聚乳酸按照質(zhì)量比為10:10的比例溶解在體積比為1:1的二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶劑中，配制成重量百分比為4wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁镣耆芙猓瑢⑷芤红o置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液。(2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為28kV ;噴絲頭到收集板的距離為25cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為
I.OmL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。所制備的納米纖維表面富集環(huán)糊精，可作為良好的藥物控釋載體。
權(quán)利要求
1.一種制備低聚乳酸基-β-環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將低聚乳酸基-β-環(huán)糊精和聚乳酸溶解在二氯甲烷和N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)中(溶劑體積比為1:1)，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I個(gè)小時(shí)使氣泡全部析出即得到透明的低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液； (2)將步驟(I)中配制的低聚乳酸基-環(huán)糊精/聚乳酸共混電紡絲溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為15 28kV ;噴絲頭到收集板的距離為15 25cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為I. (Γ2. OmL/h ;收集器為鋁箔，啟動(dòng)裝置進(jìn)行低聚乳酸基-β -環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液的靜電紡絲，在收集器上得到了低聚乳酸基_β -環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的低聚乳酸基-β_環(huán)糊精重均分子量為3000 10，000。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的聚乳酸重均分子量為100，000 500，000。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的低聚乳酸基-β_環(huán)糊精相對(duì)于聚乳酸的比例為1:10 10:10。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的低聚乳酸基-β_環(huán)糊精聚乳酸總紡絲濃度為4wt% 20wt%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備低聚乳酸基-β-環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維的方法。將低聚乳酸基-β-環(huán)糊精和聚乳酸溶解在二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，攪拌至完全溶解，將溶液靜置超聲得到透明的低聚乳酸基-β-環(huán)糊精/聚乳酸溶液。將低聚乳酸基-β-環(huán)糊精/聚乳酸共混溶液加入注射泵，調(diào)整紡絲電壓為15~28kV；噴絲頭到收集板的距離15~25cm；溶液流量為1.0~2.0mL/h；收集器為鋁箔，進(jìn)行高壓靜電紡絲，得到低聚乳酸基-β-環(huán)糊精/聚乳酸共混納米纖維。本發(fā)明所制備的功能化納米纖維具有良好的生物相容性，生物可降解性，因而在藥物控釋體系中有良好的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)D01D5/00GK102828275SQ20121030827
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者馬貴平, 陳潔, 聶俊, 方大為, 李剛 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院