專利名稱：TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬TCH/PLGA納米復(fù)合纖維的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種TCH/HNTs/PLGA納 米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備。
背景技術(shù)：
近年來，隨著納米技術(shù)的興起和各種生物相容高分子材料的大量涌現(xiàn)，基于高分 子材料的納米級藥物釋放體系受到了人們的廣泛關(guān)注。為了改變傳統(tǒng)藥劑的“突釋”現(xiàn)象， 降低藥物對人體的毒副作用，開發(fā)具有持續(xù)釋放效果的藥物控釋系統(tǒng)一直是研究者的一個(gè) 目標(biāo)。靜電紡絲技術(shù)是一種利用靜電力來補(bǔ)充或替代傳統(tǒng)紡紗方法中的機(jī)械力，從而控 制纖維加工的新型紡絲方法。1934年，F(xiàn)ormhals設(shè)計(jì)了第一套利用聚合物溶液在強(qiáng)電場下 的噴射、進(jìn)行紡絲加工的裝置，并申請了第一項(xiàng)關(guān)于電紡絲加工的專利。之后的幾十年，關(guān) 于靜電紡絲的研究進(jìn)入了一個(gè)低迷期。直到20世紀(jì)90年代中后期，隨著納米科技的興起， 美國俄亥俄州Akron大學(xué)的Reneker領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)由此技術(shù)成功制備了多種高分子納米 纖維后，靜電紡絲技術(shù)才重新受到人們的重視并獲得了快速發(fā)展。盡管靜電紡技術(shù)有著悠久的歷史淵源，但真正將電紡纖維用于藥物的控制釋放， 也僅僅是近八九年的事。從所知的文獻(xiàn)，最早采用電紡纖維進(jìn)行載藥的是2001年的一項(xiàng)美 國專利，Ignatious和Baldoni兩人用靜電紡納米纖維設(shè)計(jì)出分別具有快速、即時(shí)、延時(shí)、緩 慢、持續(xù)及階段性等不同釋藥特性的復(fù)合藥劑。之后，研究者用藥物溶液浸泡靜電紡納米纖 維氈、將藥物分子和高聚物混合靜電紡；制備藥物分子與高聚物溶液的W/0或0/W的乳液， 然后再靜電紡絲，即乳液靜電紡；或者改變靜電紡的噴絲頭為兩個(gè)同心圓柱，芯層為藥物溶 液或者藥物與高聚物的混合溶液，殼層為高聚物溶液，芯、殼紡絲溶液分別由兩個(gè)系統(tǒng)推進(jìn) 來進(jìn)行靜電紡絲。這些靜電紡納米纖維載藥系統(tǒng)可以不同程度地改善了藥物的突釋現(xiàn)象。 但是，靜電紡高聚物組織工程支架存在機(jī)械強(qiáng)力低的問題。因此，研究開發(fā)既能夠提高納米 纖維氈的機(jī)械性能、又能起到持續(xù)控制釋放效果的載藥系統(tǒng)是所有研究者的一致方向。HNTs是一種雙層的天然納米管，成分為鋁硅酸鹽(Al2Si2O5(OH)4 □ IiH2O)，外層為 硅氧層，內(nèi)層為鋁氧層。它是一種大自然的沉積巖，因產(chǎn)地的不同而具有不同的尺寸，例如 來自新西蘭的HNTs (Grade G)，長度為2 3 μ m，內(nèi)徑為lOOnm，外徑為300nm，而來自中國 的一種HNTs，長度為150 llOOnmm，內(nèi)徑為5 35nm，外徑為40 120nm。利用HNTs獨(dú) 特的管狀結(jié)構(gòu)，2001年，美國的Price和Lvov首先提出了用HNTs進(jìn)行裝載不同性質(zhì)的模 型藥鹽酸土霉素、魏莎明和煙堿腺嘌呤，并研究了這些藥物的體外釋放特性，并發(fā)表了一系 列的專利:U. S. Patent 5651976、5705191、6280759、6401816 等。之后，Lvov i果題組對 HNTs 裝載防腐劑、殺蟲劑的控制釋放以及埃洛石納米管的細(xì)胞毒性做了一系列的研究。另外，愛 爾蘭都柏林大學(xué)的Deasy課題組從2002年開始也對HNTs的基礎(chǔ)特性、HNTs裝載鹽酸四環(huán) 素用于牙周病的治療的體內(nèi)動物實(shí)驗(yàn)等做了較多的研究。但是，由于載藥的埃洛石只是以 粉末的形式存在，沒有實(shí)現(xiàn)器件化，限制了其應(yīng)用范圍，比如文獻(xiàn)中提到的牙科的填充物以
3及經(jīng)皮的藥劑等。HNTs與碳納米管相似，是一種無機(jī)納米材料，具有很好的力學(xué)性能，熱穩(wěn)定性 好，其納米級的直徑使其適合做復(fù)合材料的增強(qiáng)體。(Ye，Y. ；Chen, H. ；ffu, J. ；Ye, L.， High impactstrength epoxy nanocomposites with natural nanotubes. Polymer 2007， 48，(21),6426-6433.)用HNTs增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，能夠明顯提高材料的熱穩(wěn)定性， 僅 2. 3wt % HNTs,機(jī)械性能提高了四倍。(Liu, Μ. ；Guo, B. ；Du, M. Jia, D.，Natural inorganic nanotubes reinforced epoxyresin nanocomposites J. Polym. Res. 2007,15, (3), 205-212.)用改性的HNTs增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其儲存模量、扭曲強(qiáng)度都得到了提 尚ο檢索國內(nèi)外有關(guān)靜電紡納米纖維方面文獻(xiàn)和專利結(jié)果表明還沒有發(fā)現(xiàn)用HNTs 與高聚物復(fù)合靜電紡絲來增強(qiáng)靜電紡納米纖維氈的機(jī)械性能，并以此制備HNTs/PLGA為雙 載體的載藥系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng) 的制備，該制備方法簡單，易于操作；所得混合有HNTs的纖維氈，其機(jī)械強(qiáng)力得到了明顯的 提高，HNTs/PLGA的雙載體載藥系統(tǒng)具有很好的藥物持續(xù)釋放效果。本發(fā)明的一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備，包括(1)取模型藥鹽酸四環(huán)素(TCH)加入到磷酸鹽緩沖液(PBS)中，得到濃度為Img/ mlTCH溶液，在80 90°C加熱攪拌溶解20 30min，冷卻至室溫；(2)取埃洛石納米管(HNTs)與上述TCH溶液混合(HNTs TCH = 1 1 (w w)), 超聲分散30 50min，得懸浮液，之后置于真空干燥箱，0. 08 0. IOMPa的條件下抽真空 10 20min，直至液體表面不再有氣泡出現(xiàn)；然后在2000 3000rpm的條件下離心20 40min，取出上清液，用去離子水清洗沉淀3 5次，即得載了 TCH的HNTs ；(3)將上述載了 TCH的HNTs在40 60°C的條件下干燥12 24h，研磨，過濾；(4)將PLGA溶解在TMF/DMF溶劑中，配制成質(zhì)量百分比濃度為20% 30%的PLGA 溶液，靜置12_24h;取步驟(3)得到的粉末加入到所述PLGA溶液中，超聲分散20 30min， 制備靜電紡絲溶液，然后按照常規(guī)靜電紡絲的方法制備納米纖維氈。所述步驟⑵中的TCH與HNTs的質(zhì)量比為1 1，其中TCH為步驟(1)中的TCH。所述步驟(3)中的過濾采用325目篩網(wǎng)。所述步驟(2)中的利用抽真空的方法使HNTs內(nèi)部以及HNTs之間的空氣被排除 掉，使帶正電的TCH藥物分子吸附在HNTs的帶負(fù)電荷的表面和/或進(jìn)入HNTs的內(nèi)部空腔。所述步驟(4) TMF與DMF的體積比為3 1。所述步驟(4)中的粉末與PLGA的質(zhì)量比0. 01 0. 05。所述步驟(4)靜電紡絲的工藝條件為接收距離為10 20cm，電壓為15kV_25kV， 流速為0. 8ml/h。所述步驟(4)通過靜電紡絲的方法制備納米纖維氈是以HNTs為第一種載體，PLGA 為第二種載體的雙載體的藥物控釋體系。本發(fā)明使用掃描電鏡(SEM)、機(jī)械性能測試、透射電鏡(TEM)、紅外光譜分析(FTIR)表征了制備的含有HNTs的HNTs/PLGA雙載體納米藥物控釋體系。其結(jié)果分別如下(1)靜電紡HNTs/HNTs/PLGA復(fù)合納米纖維載藥系統(tǒng)的示意圖。參見附圖1。(2)埃洛石納米管的SEM和TEM照片，參見附圖2。(3)靜電紡納米纖維氈的SEM表征結(jié)果利用靜電紡絲制備的PLGA納米纖維及HNTs/PLGA的復(fù)合納米纖維光滑均勻，纖維 之間沒有發(fā)生粘連，分別參見說明書附圖3、附圖4。兩者都具有較大的孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙率分 別為75. 5%,74. 8%，纖維的平均直徑分別為654nm、812nm。加入HNTs纖維氈的孔隙率變 化不大，但是，纖維的直徑變大，根據(jù)文獻(xiàn)資料，由于埃洛石帶負(fù)電，使帶電射流的表面電荷 密度減小，不利于纖維的拉伸變細(xì)，使得纖維的直徑變大。(4)纖維氈的應(yīng)力-應(yīng)變曲線靜電紡25% PLGA及HNTs/PLGA (HNTs占PLGA質(zhì)量的)納米纖維氈的應(yīng)力-應(yīng) 變曲線，參見附圖5。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以看出，含HNTs的復(fù)合納米纖維氈的機(jī)械性能明 顯提高，斷裂伸長和斷裂強(qiáng)力以及初始模量都提高了近20%，參見附表1。(5)紅外傅里葉光譜分析(FTIR)結(jié)果FTIR分析結(jié)果給出了 PLGA流延膜，PLGA、HNTs/PLGA靜電紡絲膜的紅外光譜圖，參 見附圖6。三者的紅外吸收峰很相似，HNTs的加入沒有改變PLGA原有的波譜，但是，PLGA 流延膜在1673cm—1處，吸收峰較大，而兩者靜電紡絲膜在此處的吸收峰不明顯，此處吸收峰 的出現(xiàn)，應(yīng)該歸因于流延膜中的殘留溶劑DMF中的C = 0的伸縮振動引起的。結(jié)果表明，由 于靜電紡絲纖維較大的比表面，有利溶劑的揮發(fā)。(6)靜電紡TCH/HNTs/PLGA復(fù)合納米纖維載藥系統(tǒng)的藥物釋放動力學(xué)與TCH/PLGA混紡的納米纖維載藥系統(tǒng)釋放動力學(xué)曲線做了比較，參見附圖7。與 TCH/PLGA混紡的納米纖維載藥系統(tǒng)相比，靜電紡TCH/HNTs/PLGA納米纖維雙載體載藥系統(tǒng) 沒有明顯的“突釋”現(xiàn)象，并且藥物能夠持續(xù)地釋放。有益效果(1)本發(fā)明的制備方法簡單，易于操作，所用的聚合物具有很好的生物相容性，適 合于大批量生產(chǎn)；(2)本發(fā)明方法制備的混合有HNTs的纖維氈，其機(jī)械強(qiáng)力得到了明顯的提高；(3)本發(fā)明方法制備的HNTs/PLGA的雙載體載藥系統(tǒng)具有很好的藥物持續(xù)釋放效 果；避免了突釋現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了器件化載藥。


圖1為本發(fā)明靜電紡TCH/HNTs/PLGA復(fù)合納米纖維載藥系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明使用的HNTs的SEM和TEM圖；圖3為本發(fā)明制備的靜電紡PLGA的納米纖維SEM圖；圖4為本發(fā)明制備靜電紡HNTs/PLGA復(fù)合納米纖維的SEM圖；圖5為本發(fā)明制備的靜電紡PLGA和HNTs/PLGA納米纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；圖6為本發(fā)明制備的PLGA流延膜(a)以及靜電紡PLGA (b)和HNTs/PLGA (c)納米 纖維氈的FTIR譜圖；圖7為本發(fā)明制備的TCH/PLGA混紡纖維和TCH/HNTs/PLGA復(fù)合納米纖維載藥系
5統(tǒng)的藥物釋放動力學(xué)曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。實(shí)施例1取IOOmg模型藥TCH加入到IOOml磷酸鹽緩沖液(PBS)中，80 90°C加熱攪拌溶 解30min左右，即得TCH溶液，直至溶液澄清，冷卻至室溫，待用；取IOOmg HNTs與上述TCH溶液混合，置于超聲清洗機(jī)超聲50min，使HNTs在TCH 溶液中分散均勻；將裝有TCH和HNTs混合溶液的試劑瓶敞口置于真空干燥箱內(nèi)，0. 085MPa的條件下 抽真空15min，直至液體表面不再有氣泡出現(xiàn)；將試劑瓶取出，振蕩器震蕩混合，在真空干 燥箱內(nèi)重新抽一次真空，完全驅(qū)除HNTs內(nèi)腔和HNTs之間的空氣，使TCH吸附到HNTs表面 和/或載入到內(nèi)部空腔；將試劑瓶的溶液轉(zhuǎn)移到離心管中，在3000rpm的條件下離心25min，取出上清液， 待用；用去離子水清洗載有TCH的HNTs沉淀3 5次，并且將樣品在40°C的條件下干燥 15h，將干燥后的粉末用瑪瑙研缽研磨，再用325目的篩網(wǎng)過濾，待用。實(shí)施例2將實(shí)施例1中離心得到的上清液，稀釋10倍，用紫外分光光度計(jì)測試TCH溶液在 270nm的吸光度，根據(jù)用TCH溶液標(biāo)定的濃度-吸光度關(guān)系曲線，即可算出HNTs載完藥后剩 余上清液中TCH的量，那么，也就可以算出HNTs上載有TCH的量，算出載藥效率(載藥效率 (% ) = HNTs上TCH的質(zhì)量/HNTs的質(zhì)量)。實(shí)施例3將Img的PLGA溶解在4ml的TMF/DMF (3 1)溶劑中，配制成質(zhì)量濃度百分比為 25%的溶液，靜置過夜；將0. 05mg的實(shí)施例1得到的載藥效率為22. 7%的HNTs粉末加入 到PLGA溶液中，超聲分散20min，制備靜電紡絲溶液，然后按照常規(guī)靜電紡絲的方法制備納 米纖維氈，其中，接收距離為15cm，電壓為20kV，流速為0. 8ml/h，制備的復(fù)合納米纖維氈在 真空干燥箱內(nèi)干燥48h，待用。實(shí)施例4將靜電紡PLGA (25 %，w/v)、HNTs (相對PLGA Iwt % ) /PLGA納米纖維氈剪成 10 X 50的長條，每個(gè)樣品有5個(gè)平行樣，待用。用千分尺測量每條纖維氈的五個(gè)不同的位置的厚度，求其平均值。用萬能材料測試機(jī)測試?yán)w維氈的機(jī)械性能，得出應(yīng)力-應(yīng)變曲線、斷裂強(qiáng)度和斷 裂伸長。實(shí)施例5取0. Img的實(shí)施例3中得到的靜電紡TCH/HNTs/PLGA復(fù)合納米纖維氈，置于裝有 15ml的PBS緩沖液的試劑瓶中，用于做緩釋實(shí)驗(yàn)。
將試劑瓶置于37°C的搖床中震蕩，在不同的時(shí)間點(diǎn)1、2、4、8、12小時(shí)，1、2、4、6、 8、10... 30天，從試劑瓶中取出3ml的溶液，再用3ml的PBS緩沖液補(bǔ)充。取出的緩釋液用 紫外分光光度計(jì)測濃度，計(jì)算不同時(shí)間點(diǎn)的緩釋百分率，分析HNTs/PLGA雙載體載藥系統(tǒng) 的藥物釋放動力學(xué)特征。表 權(quán)利要求
一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備方法，包括(1)取模型藥鹽酸四環(huán)素TCH加入到磷酸鹽緩沖液PBS中，得到濃度為1mg/ml TCH溶液，在80～90℃加熱攪拌溶解20～30min，冷卻至室溫；(2)取埃洛石納米管HNTs與上述TCH溶液混合，超聲分散30～50min，得懸浮液，之后置于真空干燥箱，在0.08～0.10MPa的條件下抽真空10～20min，直至液體表面不再有氣泡出現(xiàn)；然后在2000～3000rpm的條件下離心20～40min，取出上清液，用去離子水清洗沉淀3～5次，即得載了TCH的HNTs；(3)將上述載了TCH的HNTs在40～60℃的條件下干燥12～24h，研磨，過濾；(4)將PLGA溶解在TMF/DMF溶劑中，配制成質(zhì)量百分比濃度為20％～30％的PLGA溶液，靜置12 24h；取步驟(3)得到的粉末加入到所述PLGA溶液中，超聲分散20～30min，制備靜電紡絲溶液，然后按照常規(guī)靜電紡絲的方法制備納米纖維氈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備方法，其 特征在于所述步驟(2)中的TCH與HNTs的質(zhì)量比為1:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備方法，其 特征在于所述步驟(3)中的過濾采用325目篩網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備方法，其 特征在于所述步驟⑷中的TMF與DMF的體積比為3:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備方法，其 特征在于所述步驟(4)中的粉末與PLGA的質(zhì)量比0. 01 0. 05。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備方 法，其特征在于所述步驟(4)靜電紡絲的工藝條件為接收距離為10 20cm，電壓為 15kV-25kV，流速為 0. 8ml/h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TCH/HNTs/PLGA納米復(fù)合纖維載藥系統(tǒng)的制備，包括(1)取模型藥鹽酸四環(huán)素加入到磷酸鹽緩沖液中，加熱攪拌溶解，冷卻；(2)取埃洛石納米管與上述TCH溶液混合，超聲分散，之后置于真空干燥箱，抽真空；離心，取出上清液，洗滌沉淀，即得載了TCH的HNTs；(3)將上述載了TCH的HNTs干燥，研磨，過濾；(4)將PLGA溶解在TMF/DMF溶劑中，靜置；取步驟(3)得到的粉末加入到所述PLGA溶液中，超聲分散，制備靜電紡絲溶液，然后按照常規(guī)靜電紡絲的方法制備納米纖維氈。本發(fā)明簡單，易于操作；所得混合有HNTs的纖維氈，其機(jī)械強(qiáng)力得到了明顯的提高，HNTs/PLGA的雙載體載藥系統(tǒng)具有很好的藥物持續(xù)釋放效果。
文檔編號A61K9/00GK101889972SQ20101020775
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者俞建勇, 史向陽, 齊瑞嶺 申請人:東華大學(xué)