冷凍干燥技術制備殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維復合膜的方法涉及殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物的制備領域。本發(fā)明專利技術將制備的水溶性殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物混合溶液在液氮環(huán)境中急速凍結，然后用冷凍干燥機進行凍干處理，得到殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維復合膜。對得到的納米纖維膜進行藥物緩釋實驗，結果表明所得的纖維膜對環(huán)境刺激（pH變化）敏感，可以在藥物緩釋方面得到應用。本發(fā)明專利技術制備的納米纖維膜不需使用交聯(lián)劑，一步法就可以得到復合膜，操作過程簡單，成本低廉，并且可以通過本發(fā)明專利技術可以大批量、連續(xù)制備基于氫鍵作用的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物的制備和用冷凍干燥技術制備基于氫鍵作用的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維復合膜及其藥物緩釋用途。
技術介紹
納米纖維(nanofiber)通常具有很高的表面積-體積比，并且由于納米效應往往具有普通材料不具備的獨特的性能，較高的表面能、高表面活性等，因而在醫(yī)藥、電子、環(huán)境保護等方面得到廣泛的應用。目前制備納米纖維的方法主要有靜電紡絲法、模板法、自主裝、拉伸法和相分離法。靜電紡絲法是一種比較容易制備出連續(xù)的各種形貌的納米纖維的一種方法，Audrey Frenot等人用電紡絲法制備了聚合物納米纖維，纖維的直徑小于lOOnm，長度可以達到幾千米，其缺點是很難進行大規(guī)模生產(chǎn)。模板聚合法是用納米多孔膜 作為模板來制備納米纖維或中空納米纖維的方法，其中，申請?zhí)枮?00510123562. 6的中國專利技術專利申請公開以溶致液晶為模板制備苯胺納米纖維的方法，聚合條件易于控制，聚合影響因素少，可以獲得各種結構的納米尺寸聚合物產(chǎn)物，反應完成后模板容易去除，主要缺點就是非常耗時。拉伸工藝法類似于纖維工業(yè)中的干法紡絲，該法能制得很長的單根納米纖維。其缺點是只有能夠承受巨大的應力牽引形變的粘彈性材料才可能拉伸成納米纖維。相分離法是溶解、凝膠化、萃取、冷凝和干燥得到納米多孔泡沫的過程，其中，申請?zhí)枮?01110375234. O的中國專利申請公開一種混合相分離制備聚合物多孔納米纖維的方法，得到的聚合物多孔納米纖維直徑在300 900nm之間，孔徑為I 120nm。其缺點是需要花費很長的時間使聚合物轉(zhuǎn)化為納米多孔泡沫。冷凍干燥法是制備納米纖維一種方法。這種方法制備納米纖維有以下優(yōu)點(I)操作過程簡單、易于控制，成本低廉；(2)可以制備出極細天然高分子納米纖維；(3)并且可以大批量、連續(xù)制備天然高分子基納米纖維；(4)利用凍干法制備的天然高分子納米纖維具有良好的生物相容性。利用冷凍干燥技術制備人工合成聚合物納米纖維的方法已經(jīng)得到普遍推廣，其中，公開號為CN101927033A的中國專利公開了 PHBV納米纖維支架材料及其制備方法和應用，此專利技術利用凍干技術，制備了 PHBV納米纖維支架，其價格低廉，制備工藝簡單，生物相容性好，孔隙率高，支架結構及纖維形態(tài)可控，其形態(tài)結構類似人體軟骨組織細胞外基質(zhì)，能夠更好的促進軟骨細胞的粘附、增殖和分化，非常適合于軟骨組織的修復和重建。申請?zhí)枮?00910045769. 4的中國專利申請公開了絲束蛋白/P(LLA-CL)復合納米纖維組織修復支架的制備方法，該制備方法采用了凍干的技術，簡單易行，原材料資源豐富，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；制得的納米纖維具有良好的生物相容性、良好的機械性能及較高的孔隙率。目前利用冷凍干燥技術制備天然生物高分子納米纖維的報道還很少，而天然生物高分子具有一般高分子不具備的優(yōu)點不需要合成，即生成過程無污染；一般無毒，生物相容性、降解性好。殼聚糖和透明質(zhì)酸作為天然生物高分子材料，被廣泛用于生物醫(yī)學領域，它們具有易制備，無毒，易降解和生物相容性好的特性。殼聚糖上的氨基、羥基性質(zhì)比較活潑，在這些官能團上可發(fā)生多種類型的衍生化反應，通過化學修飾制備各種功能性(水溶性，有機溶劑溶解性或可光聚合性)的殼聚糖衍生物。殼聚糖的衍生化反應包括?；磻Ⅴセ磻?、醚化反應等擴大殼聚糖用途，來改性后的殼聚糖可以用做基因載體，抗菌劑等，而且可以提高它在中性PH中的生物降解性能?；跉滏I作用制備多層膜和微球的方法備受關注，Uttam Manna等人報道了基于氫鍵作用在膠體粒子表面形成生物高分子自組裝結構，這些材料在藥物載體和基因傳遞方面有重要作用；Caruso等報道了基于氫鍵作用制備的聚丙烯酸/聚酰胺(PAA/PNIPAAM)多層膜，這種多層膜在升高溫度時可以釋放膠囊。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種不使用交聯(lián)劑，基于氫鍵作用的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維復合膜的制備方法。 本專利技術是以殼聚糖和透明質(zhì)酸為原料，利用DNA堿基對(鳥嘌呤和胞嘧啶之間形成氫鍵)的模型，制備了殼聚糖和透明質(zhì)酸的衍生物(鳥嘌呤改性殼聚糖和胞嘧啶改性透明質(zhì)酸)，采用冷凍干燥技術制備了基于氫鍵作用的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜，并對膜做了藥物釋放研究。該制備方法包括以下步驟(I)鳥嘌呤改性殼聚糖鳥嘌呤溶解在二甲基甲酰胺中，同時加入HCl，攪拌，得到鳥嘌呤溶液；將殼聚糖溶解在二甲基甲酰胺中，同時加入聚磷酸酯，然后再逐滴加入鳥嘌呤溶液，混合溶液在30 80°C，加熱時間為10 25h，回流，經(jīng)后處理得到純凈的鳥嘌呤改性的殼聚糖產(chǎn)物；(2)胞嘧啶改性透明質(zhì)酸將胞嘧啶溶解在水中，并加入HC1，得到胞嘧啶溶液；將透明質(zhì)酸溶解在水中，同時加入聚磷酸酯，然后逐滴加入胞嘧啶溶液，混合液在30 80°C溫度下加熱，加熱時間為10 25h，回流，經(jīng)后處理得到純凈的胞嘧啶改性的透明質(zhì)酸產(chǎn)物；(3)殼聚糖衍生物溶液的配制將步驟(I)中制備的鳥嘌呤改性的殼聚糖溶解在水中，配成溶液，然后將溶液充分攪拌，以致完全溶解，即得到殼聚糖衍生物溶液；(4)透明質(zhì)酸衍生物溶液的配制將步驟(2)中制備的胞嘧啶改性的透明質(zhì)酸溶解在水中，配成溶液，然后將溶液充分攪拌，以致完全溶解，即得到透明質(zhì)酸衍生物溶液；(5)冷凍干燥法制備基于氫鍵作用的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜分別取步驟(3)、(4)中配制的殼聚糖和透明質(zhì)酸衍生物溶液混合，制備成殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物混合溶液；將抗癌藥物阿霉素DOX或紫杉醇PTX藥物分別加入到配好的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物混合溶液中，攪拌，得到均一溶液，并轉(zhuǎn)移到液氮冷凍裝置中，開啟冷凍裝置，在液氮環(huán)境中急速凍結，然后在I 600Pa的真空度范圍，-80 _10°C的冷凍溫度范圍，冷凍時間為12 48h得到凍結的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物溶液；將凍結的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物溶液在冷凍干燥機中進行凍干處理，得到載有藥物殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜。藥物控釋實驗將載有藥物的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜分別放入PBS緩沖液和水中，隨著時間的變化，殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜的藥物釋放量由UV可見光譜監(jiān)測得到。進一步，步驟(3)中所述的殼聚糖分子量為I萬 100萬，脫乙酰度為80 92% ；配制的鳥嘌呤改性殼聚糖溶液，其重量百分比為O. 01 O. 25 Wt%0進一步，步驟(4)中所述的透明質(zhì)酸分子量為8000 100萬；配制的胞嘧啶改性透明質(zhì)酸溶液，其重量百分比為O. 01 O. 25 wt%o進一步，步驟(5)中配制的殼聚糖和透明質(zhì)酸衍生物混合溶液，其重量百分比為O. 01 O. 25 wt%0基于氫鍵作用制備納米纖維復合膜具有以下優(yōu)點I.對環(huán)境刺激如pH變化、溫度變化和溶劑等很敏感；·2.在確定各種生物分子包括蛋白質(zhì)和核酸的二級結構方面起到重要作用，Hyunmin Yi等人證明溶液pH改變時，殼聚糖的帶電狀態(tài)會改變，蛋白質(zhì)、核酸和病毒粒子可以在殼聚糖的帶電位置進行組裝。3.不需使用交聯(lián)劑，無藥物殘留；4. 一步法就可以得到納米纖維復合膜。附圖說明圖I.為室溫下，殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜對抗癌藥物阿霉素(DOX)分別在PBS緩沖溶液和水中的釋放量比較；圖2.為室溫下，殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜對本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
冷凍干燥技術制備殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維復合膜的方法,？其特征在于包括以下步驟：（1）鳥嘌呤改性殼聚糖：鳥嘌呤溶解在二甲基甲酰胺中，同時加入HCl，攪拌，得到鳥嘌呤溶液；將殼聚糖溶解在二甲基甲酰胺中，同時加入聚磷酸酯，然后再逐滴加入鳥嘌呤溶液，混合溶液在30～80℃,加熱時間為10～25h，回流，經(jīng)后處理得到純凈的鳥嘌呤改性的殼聚糖產(chǎn)物；（2）胞嘧啶改性透明質(zhì)酸：將胞嘧啶溶解在水中，并加入HCl，得到胞嘧啶溶液；將透明質(zhì)酸溶解在水中，同時加入聚磷酸酯，然后逐滴加入胞嘧啶溶液，混合液在30～80℃溫度下加熱，加熱時間為10～25h，回流，經(jīng)后處理得到純凈的胞嘧啶改性的透明質(zhì)酸產(chǎn)物；（3）殼聚糖衍生物溶液的配制：將步驟（1）中制備的鳥嘌呤改性的殼聚糖溶解在水中，配成溶液，然后將溶液充分攪拌，以致完全溶解，即得到殼聚糖衍生物溶液；（4）透明質(zhì)酸衍生物溶液的配制：將步驟（2）中制備的胞嘧啶改性的透明質(zhì)酸溶解在水中，配成溶液，然后將溶液充分攪拌，以致完全溶解，即得到透明質(zhì)酸衍生物溶液；（5）冷凍干燥法制備基于氫鍵作用的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜：分別取步驟（3）、（4）中配制的殼聚糖和透明質(zhì)酸衍生物溶液混合，制備成殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物混合溶液；將抗癌藥物阿霉素DOX或紫杉醇PTX藥物分別加入到配好的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物混合溶液中，攪拌，得到均一溶液，并轉(zhuǎn)移到液氮冷凍裝置中，開啟冷凍裝置，在液氮環(huán)境中急速凍結，然后在1～600Pa的真空度范圍，？80～？10℃的冷凍溫度范圍，冷凍時間為12～48h得到凍結的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物溶液；將凍結的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物溶液在冷凍干燥機中進行凍干處理，得到載有藥物殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜。...
【技術特征摘要】
1.冷凍干燥技術制備殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維復合膜的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)鳥嘌呤改性殼聚糖鳥嘌呤溶解在二甲基甲酰胺中，同時加入HC1，攪拌，得到鳥嘌呤溶液；將殼聚糖溶解在二甲基甲酰胺中，同時加入聚磷酸酯，然后再逐滴加入鳥嘌呤溶液，混合溶液在30 80°C，加熱時間為10 25h，回流，經(jīng)后處理得到純凈的鳥嘌呤改性的殼聚糖產(chǎn)物； (2)胞嘧啶改性透明質(zhì)酸將胞嘧啶溶解在水中，并加入HC1，得到胞嘧啶溶液；將透明質(zhì)酸溶解在水中，同時加入聚磷酸酯，然后逐滴加入胞嘧啶溶液，混合液在30 80°C溫度下加熱，加熱時間為10 25h，回流，經(jīng)后處理得到純凈的胞嘧啶改性的透明質(zhì)酸產(chǎn)物； (3)殼聚糖衍生物溶液的配制將步驟(I)中制備的鳥嘌呤改性的殼聚糖溶解在水中，配成溶液，然后將溶液充分攪拌，以致完全溶解，即得到殼聚糖衍生物溶液； (4)透明質(zhì)酸衍生物溶液的配制將步驟(2)中制備的胞嘧啶改性的透明質(zhì)酸溶解在水中，配成溶液，然后將溶液充分攪拌，以致完全溶解，即得到透明質(zhì)酸衍生物溶液； (5)冷凍干燥法制備基于氫鍵作用的殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物納米纖維膜分別取步驟(3)、(4)中配制的殼聚糖和透明質(zhì)酸衍生物溶液混合，制備成殼聚糖/透明質(zhì)酸衍生物混合溶液；將抗癌藥...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：馬貴平，王志亮，聶俊，方大為，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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