CN102936795A

CN102936795A - 一种载药纳米纤维膜及其制备方法

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Publication number: CN102936795A
Application number: CN2012104944696A
Authority: CN
Inventors: 戴礼兴; 张豆豆; 张小雪; 王一帆; 孙君; 王建军
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-02-20

Abstract

本发明公开了一种载药纳米纤维膜及其制备方法。按质量百分比，它包括10～20%的香兰素，其余为聚乙烯醇和丝素，按质量比，聚乙烯醇与丝素的比例为5～10：1～5。本发明以具有良好的生物相容性的聚乙烯醇和丝素为药物载体，采用静电纺丝工艺制备含有香兰素的聚乙烯醇丝素载药纤维，再用无水乙醇均匀涂抹于纳米纤维膜表面充分反应，烘干后得到一种载药纳米纤维膜。该载药纳米纤维膜的制备工艺简单，得到的材料生物相容性和可降解性良好，性能稳定，且具有优良的药物释放性能。

Description

一种载药纳米纤维膜及其制备方法

技术领域

本发明具体涉及一种负载香兰素的聚乙烯醇丝素蛋白纳米纤维膜及其制备方法，属于药物制剂领域。

背景技术

聚乙烯醇（PVA）是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物，有良好的化学稳定性和生物相容性，聚乙烯醇(PVA)是一种无毒、无害的聚合物，具有优良的成膜性能和力学性能。丝素蛋白(SF)属结构蛋白，提取方法简单，成本低廉，同时丝素蛋白还具有对活体组织良好相容性和安全性的优点，但纯丝素膜硬而脆，易断裂，在千态或湿态下，膜的力学性能较差。而单纯的PVA膜与人体的相容性稍差，不易降解。因此，将PVA与SF共混，期望能提高PVA的生物活性、生物相容性和可降解性，同时也能改善SF的力学性能。

香兰素具有镇静及抗癫痫作用，可用于治疗各型癫痫。其还具有很好的药用保健作用，现在医学研究发现其有抗癌、抗辐射、抗诱变等性能。文献 (Raschip, I.E.; Hitruc, E.G.; Oprea, A.M.; Popescu, M.C.; Vasile, C. J. Mol. Struct. 2011, 1003, 67-74)报道了以黄原胶/木质素水凝胶作为基质，考查了其对香兰素的体外释放行为。文献（Vasile, C.; Dumitriu, R.P.; Cheaburu, C.N.; Oprea, A.M. Appl. Surf. Sci. 2009, 256S, S65–S71) 公开了制备聚N-异丙基丙烯酰胺/海藻酸钠为基质的水凝胶，考查了其对活性分子香兰素的释放行为。但是，制备水凝胶工艺较为复杂，且载药量不易控制，在药物的可控性、释放等方面还存在着不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种具有良好的生物相容性和可降解性，且药物释放速度可控的载药纳米纤维膜及其制备方法。

实现本发明目的技术方案是提供一种载药纳米纤维膜，按质量百分比，它包括10～20%的香兰素，其余为聚乙烯醇和丝素，按质量比，聚乙烯醇与丝素的比例为5～10：1～5。

一种如上所述的载药纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

1、将浓度为7～17%wt的聚乙烯醇水溶液和浓度为5～10% wt的丝素蛋白溶液混合均匀，得到混合溶液；再加入香兰素，搅拌后充分溶解，得到纺丝液；按质量比，聚乙烯醇:丝素为10～5：5～1，香兰素的质量浓度为10%～20%；

2、采用静电纺丝工艺，得到纳米纤维膜；

3、用无水乙醇均匀涂抹于纳米纤维膜表面充分反应，烘干后得到一种载药纳米纤维膜。

本发明采用的静电纺丝工艺，电压为6～12KV，喷头与收集屏间的接收距离为12～20cm。

本发明采用添加香兰素于聚乙烯醇、丝素溶液中的方法，采用静电纺丝工艺，得到聚乙烯醇丝素复合体系制成的载药纳米纤维膜。与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明利用聚乙烯醇良好的化学稳定性和生物相容性，及其膜的优良的力学性能，以具有特殊的多孔性网状膜结构且生物相容性好的丝素为基材，制备的药物载体具有优良的缓释功能。

2、香兰素具有药用价值，本发明可通过改变香兰素与丝素的比例，实现控制载药纳米纤维膜的药物释放速率。

3、采用无水乙醇处理，有利于促进丝素纤维的结晶，使香兰素包覆于纤维内部，延缓了药物释放的速率，有效提高了载药纤维膜性能稳定。

4、本发明提供的载药纳米纤维膜制备过程简单，得到的载药纤维膜具有优良的释放性能。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的香兰素含量为10 wt.%的聚乙烯醇丝素蛋白纳米纤维膜的扫描电镜图；

图2是本发明实施例1提供的香兰素、聚乙烯醇丝素纳米纤维、载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维及经乙醇处理的载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维的红外对比谱图；

图3是本发明实施例1提供的未经乙醇处理与经乙醇处理的载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维的扫描电镜图；

图4是本发明实施例1制备的聚乙烯醇与丝素比例为7:3，香兰素含量为10%的释放效果图；

图5是本发明实施例2制备的聚乙烯醇与丝素比例为5:5，香兰素含量为10%的释放效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步描述。

实施例1：

（1）纺丝液的制备：①称取0.4604gPVA于干燥的锥型瓶中，加入4.1mL去离子水，在90℃下搅拌2h。②按现有技术，将天然蚕丝经脱丝胶、三元溶剂溶解、透析、离心后得到浓度为6.577% （w/w）的丝素蛋白水溶液。③按聚乙烯醇与丝素质量比为7:3将一定量的丝素水溶液加入到聚乙烯醇溶液中，混合均匀。④取香兰素0.0494g加入聚乙烯醇丝素混合溶液中，最终得到香兰素含量为10%的纺丝液。

（2）静电纺丝：将配置好的纺丝液倒入玻璃喷丝头，待纺丝溶液从塑料喷嘴流出后开始施加电压，纺丝电压为11KV，喷头与收集屏间的接收距离为15cm。

（3）乙醇处理：将纺制的纤维膜铺平，用3ml无水乙醇均匀地涂抹到纤维膜上，充分反应后，再进行烘干处理，得到一种聚乙烯醇丝素蛋白载药纳米纤维膜。

参见附图1，它是本实施例提供的香兰素含量为10 wt.%的聚乙烯醇丝素蛋白纳米纤维膜的扫描电镜图。采用冷场发射扫描电镜（SEM, S-4700 日本日立公司）对静电纺纳米纤维进行纤维形貌测试，通过SEM照片可看出，所制备的载药纳米纤维毡形态良好，纤维表面光滑，无结晶的药物附着在表面，表明香兰素被包覆于纤维内部。

参见附图2，它是本实施例提供的载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维及经乙醇处理的载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维，与香兰素、聚乙烯醇丝素纳米纤维的红外对比谱图；采用傅里叶变化红外光谱计（FTIR，Nicolet 6700 美国公司）,图中，曲线1为香兰素，曲线2为聚乙烯醇丝素纳米纤维，曲线3为载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维，曲线4为乙醇处理的载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维的红外谱图。谱图表明，香兰素负载于纤维上，且与纤维有着氢键作用，乙醇处理促进了纤维结晶。从曲线3看出1578cm^-1是香兰素上的苯环伸缩振动峰，1267cm^-1是酚羟基的弯曲振动峰，表明香兰素负载于纤维上；曲线2与曲线3相比较，3287cm^-1移动到了3274cm^-1，表明香兰素与纤维有着氢键作用；曲线3与曲线4比较，丝素的酰胺I和酰胺II分别从1659cm^-1和1521cm^-1移动到1627cm^-1和1518cm^-1，表明乙醇处理后促进了纤维结晶，丝素结构从无归线团向β结构转变，化学稳定性提高。

参见附图3，它是本实施例提供的未经乙醇处理与经乙醇处理的载有香兰素的聚乙醇丝素纳米纤维的扫描电镜图；图中，图a₁为PVA/SF为7/3的未经乙醇处理的电纺膜放置于PB溶液中12小时后的扫描电镜图，图a₂为PVA/SF为7/3的经乙醇处理的电纺膜放置于PB溶液中12小时后的扫描电镜图。对比后可以看出，经乙醇处理后的薄膜在PB溶液中12小时后仍可以维持显著的纤维形貌，而未经处理的纤维则失去了纤维形貌，变得模糊，出现了被溶蚀的现象，由图3可以证明，经过乙醇处理后纤维在溶液中的稳定性提高。

对本实施例得到的纳米纤维膜进行体外释放测试：称取纤维膜10mg，置于缓冲溶液（PB,pH=7.4)中，在37℃，100rpm下测试释放性能，维持12h，其结果参见附图4，它是本实施例制备的聚乙烯醇与丝素比例为7:3，香兰素含量为10%的释放效果图；从图4可以看出，其释放性能良好。

实施例2：

（1）纺丝液的制备：①称取0.3946gPVA于干燥的锥型瓶中，加入1.9mL去离子水，在90℃下搅拌2h。②天然蚕丝经脱丝胶、三元溶剂溶解、透析、离心后得到浓度为6.577% （w/w）的丝素蛋白水溶液。③取聚乙烯醇与丝素质量比为5:5的丝素水溶液（6g）加入到聚乙烯醇溶液中，混合均匀。④取香兰素0.0524g加入聚乙烯醇丝素混合溶液中，最终得到聚乙烯醇与丝素质量比为5:5、香兰素含量为10%的聚乙烯醇丝素纺丝液。

（2）静电纺丝：将配置好的溶液倒入玻璃喷丝头，待纺丝溶液从塑料喷嘴流出后开始施加电压，纺丝电压为11KV，接收距离为15cm。

（3）乙醇处理：将纺制的纤维膜铺平，用3ml无水乙醇滴加到纤维膜上并涂抹均匀，经充分反应，烘干后得到一种聚乙烯醇丝素蛋白载药纳米纤维膜。

体外释放测试：称取纤维膜10mg，置于缓冲溶液（PB,pH=7.4)中，在37℃，100rpm下测试释放性能，维持12h，参见附图5，它是本实施例制备的聚乙烯醇丝素比例为5:5，香兰素含量为10%的释放效果图，由图可以看出，其具有良好的缓释性能。

将实施例2与实施例1样品比较（对比图4与图5）可知，药物释放速率与丝素比例有关，通过改变丝素比例可以控制释放速率，丝素比例提高，释放速率降低。药物释放是通过薄膜的溶胀吸水，药物从薄膜向缓冲溶液中释放。薄膜的溶胀度越高，药物释放速率越快。随着丝素的加入薄膜的溶胀度下降，药物释放速率降低。

Claims

1. 一种载药纳米纤维膜，其特征在于：按质量百分比，它包括10～20%的香兰素，其余为聚乙烯醇和丝素，按质量比，聚乙烯醇与丝素的比例为5～10：1～5。

2. 一种如权利要求1所述的载药纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将浓度为7～17%wt的聚乙烯醇水溶液和浓度为5～10% wt的丝素蛋白溶液混合均匀，得到混合溶液；再加入香兰素，搅拌后充分溶解，得到纺丝液；按质量比，聚乙烯醇:丝素为10～5：5～1，香兰素的质量浓度为10%～20%；

（2）采用静电纺丝工艺，得到纳米纤维膜；

（3）用无水乙醇均匀涂抹于纳米纤维膜表面充分反应，烘干后得到一种载药纳米纤维膜。

3. 根据权利要求2所述的一种载药纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：静电纺丝电压为6～12KV，喷头与收集屏间的接收距离为12～20cm。