CN102505339A - 包载有活性蛋白的凝胶/pelcl超细纤维膜及制备方法 - Google Patents

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袁晓燕
张红
韩凤选
赵瑾
赵藴慧
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Abstract

本发明公开了一种包载有活性蛋白的凝胶/PELCL超细纤维膜及制备方法。所述超细纤维膜由直径为300nm～1000nm的超细纤维构成，其中超细纤维由包含活性蛋白的壳聚糖凝胶与PELCL构成。其制备过程包括：将巯基化壳聚糖、聚乙二醇二丙烯酸酯和辣根过氧化物酶溶解于去离子水中，得到内芯溶液；将PELCL溶于氯仿和三氟乙醇的混合溶剂中作为外壳溶液；将内芯溶液和外壳溶液通过同轴电纺得到超细纤维膜。本发明的优点在于，制备过程简单，制得的超细纤维膜中含有包载活性蛋白的壳聚糖凝胶，壳聚糖凝胶实现了对HRP的完善包覆，以保护HRP的活性，并可以控制HRP的释放速率，并且同样适用于对其它活性蛋白例如生长因子的包载和释放。

Description

包载有活性蛋白的凝胶/PELCL超细纤维膜及制备方法
技术领域
本发明涉及一种包载有活性蛋白的凝胶/聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)超细纤维膜及制备方法，属于能够包载和释放活性蛋白的复合组分的超细纤维膜技术。
背景技术
通过静电纺丝技术在纤维组织工程支架中载入生物活性物质，可以促进和指导细胞的生长、繁殖和分化，有利于组织的形成和功能的完善。由同轴电纺制备的芯/壳结构超细纤维，可将药物等载入聚合物纤维中，并逐渐由纤维中释放出来，通过药物亲水性的不同使纤维的降解速度不同，因此药物释放速率不同。(Huang Z M，He C L，Yang A Z，etal.“Encapsulating drugs in biodegradableultrafine fibers through co-axial electrospinning”，Journal ofBiomedical Materials Research，2006，77A(1)：169-179)。
由同轴电纺制备的芯/壳结构纤维也可以将血小板衍生生长因子(PDGF-bb)等活性蛋白包载并释放出来以促进细胞的生长(Li H，Zhao C G，Wang Z X，et al.“Controlled release of PDGF-bb by coaxial electrospundextran/poly(L-lactide-co-ε-caprolactone)fibers with an ultrafinecore/shell structure”，Journal of Biomaterials Science-Polymer Edition，2010，21(6-7)：803-819)。但脆弱的生长因子的活性半衰期一般较短，因此保证活性蛋白由纤维释放出来后具有一定活性是十分重要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种包载有活性蛋白的凝胶/PELCL超细纤维膜及制备方法，所述凝胶/PELCL超细纤维膜中凝胶包载的活性蛋白释放的活性较高，其制备方法过程简单。
本发明是通过下述技术方案加以实现：一种包载活性蛋白的凝胶/PELCL超细纤维膜，其特征在于，该超细纤维膜由直径为300nm～1000nm的超细纤维构成，其厚度为50～200μm，其中超细纤维是由包含活性蛋白的壳聚糖凝胶与聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)(PELCL)按质量比为1∶(200～300)构成，其中每毫克壳聚糖凝胶含活性蛋白为1～10mg。
所述活性蛋白为辣根过氧化物酶(HRP)。
上述包载活性蛋白的凝胶/PELCL超细纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下过程：
1)室温下在去离子水中，配制成巯基化壳聚糖(CS-SH)浓度3～10mg/mL、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)浓度1～3mg/mL和辣根过氧化物酶(HRP)浓度5～10μg/mL的混合溶液作为内芯溶液；
2)聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)(PELCL)溶于氯仿和三氟乙醇以体积比为8∶2的混合溶剂中，配制成浓度50～200mg/mL的溶液作为外壳溶液；
3)将按步骤1)所得内芯溶液和步骤2)所得外壳溶液通过同轴电纺装置进行电纺，电纺条件为：内芯溶液的流量为0.02～0.1mL/h，外壳溶液的流量为0.5～1.0mL/h，电纺的电压为16～20kV，接收距离是15～20cm，得到50～200μm厚度的包载活性蛋白的凝胶/PELCL超细纤维膜。
本发明的优点在于，通过将壳聚糖凝胶溶液和PELCL分别作为内芯和外壳溶液、运用同轴电纺装置进行电纺将凝胶引入纤维，制备过程简单易行。该超细纤维膜中的壳聚糖凝胶可以实现对HRP的完善包覆，以保护HRP的活性，并可以控制HRP的释放速率，并且同样适用于对其它活性蛋白例如生长因子的包载和释放。
具体实施方式
实施例1
称取重均分子量为150,000的巯基化壳聚糖5mg，聚乙二醇二丙烯酸酯1.37mg，辣根过氧化物酶5μg，溶于1mL去离子水中，作为内芯溶液。称取70mg聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)溶于0.8mL氯仿和0.2mL三氟乙醇的混合溶剂中作为外壳溶液。将内芯溶液和外壳溶液通过同轴电纺装置进行电纺。电纺过程是：内芯溶液的流量为0.03mL/h，外壳溶液的流量为0.6mL/h。高压直流电源输出的电纺电压为16kV，纺丝头与已接地的铝箔的接收距离是20cm。收集直径为300nm～1000nm的超细纤维堆积得到50～200μm厚度的纤维膜。此样品在第28天释放活性HRP共1.24±0.2μg/mg(相对于膜重)，与对比例1相比释放的活性HRP量多14.8％。
对比例1
称取辣根过氧化物酶5μg溶于1mL去离子水中作为内芯溶液。称取70mg聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)溶于0.8mL氯仿和0.2mL三氟乙醇的混合溶剂中作为外壳溶液。将内芯溶液和外壳溶液通过同轴电纺装置进行电纺。电纺过程是：内芯溶液的流量为0.03mL/h，外壳溶液的流量为0.6mL/h。高压直流集直径为300nm～1000nm的超细纤维堆积得到50～200μm厚度的纤维膜。此样品在第28天释放活性HRP共1.08±0.2μg/mg(相对于膜重)。
实施例2
称取重均分子量为380，000的巯基化壳聚糖6mg，聚乙二醇二丙烯酸酯1.7mg，辣根过氧化物酶5μg，溶于1mL去离子水中，作为内芯溶液。称取70mg聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)溶于0.8mL氯仿和0.2mL三氟乙醇的混合溶剂中作为外壳溶液。将内芯溶液和外壳溶液通过同轴电纺装置进行电纺。电纺过程是：内芯溶液的流量为0.03mL/h，外壳溶液的流量为0.6mL/h。高压直流电源输出的电纺电压为16kV，纺丝头与已接地的铝箔的接收距离是20cm。收集直径为300nm～1000nm的超细纤维堆积得到50～200μm厚度的纤维膜。

Claims (3)

1.一种包载活性蛋白的凝胶/聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)超细纤维膜，其特征在于，该超细纤维膜由直径为300nm～1000nm的超细纤维构成，其厚度为50～200μm，其中超细纤维是由包含活性蛋白的壳聚糖凝胶与聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)按质量比为1∶(200～300)构成，其中每毫克壳聚糖凝胶含活性蛋白为1～10mg。
2.按权利要求1所述的包载活性蛋白的凝胶/聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)超细纤维膜，其特征在于，活性蛋白为辣根过氧化物酶。
3.一种制备权利要求1所述的包载活性蛋白的凝胶/聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)超细纤维膜的方法，其特征在于包括以下过程：
1)室温下在去离子水中，配制成巯基化壳聚糖浓度3～10mg/mL、聚乙二醇二丙烯酸酯浓度1～3mg/mL和辣根过氧化物酶浓度5～10μg/mL的混合溶液作为内芯溶液；
2)聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)溶于氯仿和三氟乙醇以体积比为8∶2的混合溶剂中，配制成浓度50～200mg/mL的溶液作为外壳溶液；
3)将按步骤1)所得内芯溶液和步骤2)所得外壳溶液通过同轴电纺装置进行电纺，电纺条件为：内芯溶液的流量为0.02～0.1mL/h，外壳溶液的流量为0.5～1.0mL/h，电纺的电压为16～20kV，接收距离是15～20cm，得到50～200μm厚度的包载活性蛋白的凝胶/聚乙二醇-b-聚(丙交酯-co-己内酯)超细纤维膜。
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