专利名称：用静电纺丝技术制备有机金属复合抗癌药物的方法
技术领域：
本发明属于纳米生物医药和材料技术领域，具体涉及一种用静电纺丝技术制备有机金 属复合抗癌药物的方法。
背景技术：
癌症是严重危害人类健康的主要疾病之一，癌症已成为仅次于心血管病的第二大杀 手。攻克癌症一直是世界瞩目的研究课题。世界卫生组织的调查研究表明，癌症患者正逐 年增加。目前人们对癌症已经进行了广泛的研究，特别是对抗癌药物的研究。
1979年，德国柏林工业大学的Koepf首次报道了 Cp2TiCl2的抗癌活性，并对其进行了 系统的研究。发现二氯二茂钛具有广谱抗癌活性，且呈现与顺铂较弱的交叉耐药活性。但 二氯二茂钛的应用还存在两个大的困难， 一是在水相中溶解度低，二是其作用持续时间短 等缺点。这些缺点限制了该药的使用。因此研究提高二氯二茂钛抗肿瘤治疗效果是有十分 重要意义的。顺铂[顺式二氯二氨合铂(II)， cisplatin]，是第一代钼类抗癌药物具有明显的抗 癌活性，并通过临床验证，其对睾丸癌和子宫癌有显著疗效，是治疗这两种癌症的首选药 物，它也可用于治疗支气管癌、咽喉癌、宫颈癌、淋巴癌、膀胱癌和骨肉瘤等。目前顺 铂已成为世界各国临床上最为有效的抗癌药物之一。虽然顺铂类药物的抗癌作用强,但其具 有严重的肾毒性、神经毒性、胃肠道毒性及耳毒性以及使用时有恶心呕吐等毒副作用，这 些毒副作用使顺铂在临床应用过程中受到限制。研究表明顺铂在组织中浓度高低与其抗癌 作用及毒副作用一致。因此研究在减少正常组织毒副作用的同时又不降低肿瘤治疗效果是 有十分重要意义的。
静电纺丝技术是直接制备纳米纤维最重要、最有效的方法之一。静电纺丝过程设备简 单，可以通过改变制备条件影响材料的结构，达到控制药物释放量和速率的目的。利用该 技术可以将很多常规药物分子加入到纺丝液中，依靠电场力的作用使药物均匀分散到聚合 物纤维中，从而有效地避免了活性成分的变性失效。因为在静电纺丝过程中溶剂会快速挥 发，药物会以很小的颗粒存在纳米纤维中。而超细纤维有很高的比表面积，其作为药物释 放载体可以控制药物缓慢释放，提高药物在水中的溶解速度。特别是对于水中溶解度较低 的药物，超细纤维作为其释放载体，可以大大提高药物的生物利用度。目前还没有关于用 静电纺丝技术对有机金属抗癌药物进行微纳米化以提高它们的抗癌性能的研究报道。
发明内容
本发明的目的在于用静电纺丝技术制备金属有机复合抗癌药物的方法，以达到控制抗 癌药物的释放，提高药物的生物利用率和降低其毒副作用。
本发明提出的用静电纺丝技术制备有机金属抗癌药物的方法，具体步骤如下
(1) 溶液配制配制以二氯甲垸为溶剂的质量为0.2-2.0wte/。的溶液A，置于玻璃皿内在
磁力搅拌器作用下搅拌1.5-2.5h，至完全溶解；配制以二氯甲垸为溶剂的质量为3-10wt%
的溶液B;置于玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌1.5-2.5h，至完全溶解；
(2) 纺丝过程采用静电纺丝装置进行纺丝，Teflon管(铁氟龙管)l 一端通过不锈钢针2 与储液管7相连，另一端与喷针6相连。收集屏5接地，置于喷针6正下方。高压静电发 生器4连接到不锈钢针2上。将溶液A和溶液B按照体积比为1/5-1/1混合均匀后加到储 液管7中，在高压静电发生器施加电压的情况下，由喷针6喷出，从收集屏5上得到所需 产品，其中，控制环境温度为18-2(TC;环境湿度45%-50%;喷针到收集屏的距离为14-15 厘米；高压静电发生器的电压为15-20KV;注射泵的质量流速为5-8mL/h。
其中，所述溶液A和溶液B分别为下述溶液
① 溶液A为二氯二茂钛的二氯甲院溶液，溶液B为左旋聚乳酸(PLLA)的二氯甲垸
溶液；
或者
② 溶液A为顺铂的二氯甲垸溶液，顺铂可先用N，N-二甲基甲酰胺完全溶解，然后将 溶液加入到二氯甲烷中即可)，溶液B为左旋聚乳酸(PLLA)的二氯甲烷溶液。
本发明中，步骤(1)中所述溶液A中，在二氯甲烷为溶剂中二氯二茂钛的质量比为 0.2-2.0 wt、PLLA的质量比为5 wt^时电纺效果较好，很容易在短时间纺出面积较大、厚 度较高的纳米纤维膜。
本发明中，所得产品可以选用XRD、 SEM、 TG等手段对其结构和形貌进行表征。所 得产品的药物体外释放情况可通过如下方法测定二氯二茂钛用紫外-可见吸收光谱法，顺 铂用ICP方法测定。
本发明中，所得产品的抗癌性能通过MTT法测定。
本发明的机理为首先将溶液A和溶液B混合后，混合液带上几千至上万伏高压静电， 带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时， 混合液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在收集 屏上，由于溶剂的快速挥发，喷出的液体能形成极细喷雾并迅速固化而转变成直径达到微 米以下或纳米级的超细纤维,由接地的收集屏收集。该过程中，液滴通常具有一定的静电压 并处于一个电场当中，因此，当射流从毛细管末端向收集屏运动时，都会出现加速现象，从而导致了射流在电场中的拉伸，形成类似非织造布状的纤维毡。 本发明具有以下优点
1、 制备过程简单，生产成本较低。
2、 由于本发明只需要通过控制药物含量、电压、内外喷针流速等条件便可控制产物 的药物含量、壳层厚度、微/纳米纤维粗细等，因此进一步的研究有望实现药物的定位、定 时释放。同时有望为某些药物的口服送药提够一种新的载体。
3、 利用本发明方法可在短时间纺出面积较大、厚度较高的微/纳米药物纤维膜。具有 药物回收率高、产物单次产量大、产物易于保存等优点，对工业应用来说很有价值，并期 望能推广到大规模应用。
图1为实验中所用的电纺装置示意图。
图2为实施例1-4中得到的四种微米/纳米纤维和纯PLLA的SEM照片。其中，(a) 为实施例1的SEM照片，(b)为实施例2的SEM照片，(c)为实施例3的SEM照片，(d)为 为实施例4的SEM照片。
图3为实施例中得到的微米/纳米纤维扫描电镜照片。其中，(a)为实施例1的SEM 照片，(b)为实施例2的SEM照片，(c)为实施例3的SEM照片，(e)为实施例4的SEM照 片。
图4为原料二氯二茂钛(A)， PLLA纤维(B)及载有二氯二茂钛的PLLA纤维(C) 的XRD图。
图5为电纺制备的纤维膜的体外药物释放曲线(37°C， pH7.4PBS)。其中，曲线a为 在不加蛋白酶K的情况下纤维膜释放二氯二茂钛的性能，曲线b为在加10mg/L蛋白酶K 的情况下纤维膜释放二氯二茂钛的性能，曲线c为在加50 mg/L蛋白酶K的情况下纤维 膜释放二氯二茂钛的性能。
图6为MTT法的实验结果(纤维膜释放的二氯二茂钛浓度为5.2， 10.4和15.6 mg/L， 分另U表示为PIXA5.2， PIXA10.4禾口 PIXA15.6)。
图中标号l为Teflon管，2为不锈钢针，3为注射泵，4为高压静电发生器，5为收 集屏，6为喷针，7为储液管。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步描述本发明。
实施例1:
1)用分析天平精确量取PLLA (在二氯甲垸溶剂中PLLA的质量比为5 wt%)溶质与
二氯甲烷溶剂后，置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到 溶液A。用分析天平精确量取二氯二茂钛(二氯二茂钛质量比为0.4 wt%)溶质与二氯甲 垸溶剂后，置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌2.5h至完全溶解，得到溶液B。
2) 将溶液A和溶液B混合均匀后加到储液管中，在高压静电发生器施加电压的情况 下，由喷针喷出。控制环境温度为18-20°C;环境湿度45%-50%;收集屏的间距为14-15 厘米。电压为14.0KV;注射泵的质量流速为6.0mL/h;收集屏收集产物纤维。得到的产物 为微米级，尺寸范围为1200-1500 nm。
3) 所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂钛 的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况，结果如图5;并用MTT法测定其抗癌性能， 结果如图6。图5表明该体系有较好的控制二氯二茂钛的释放作用。图6表明该体系释放 的二氯二茂钛仍然具有较好的抗癌性能。
实施例2:
1) 用分析天平精确量取PLLA (PLLA的质量比为5wt%)溶质与二氯甲垸溶剂后， 置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2h至完全溶解，得到溶液A。用分析天平 精确量取二氯二茂钛(二氯二茂钛质量比为0.6wt%)溶质与二氯甲烷溶剂后，置于干净 的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到溶液B。
2) 将溶液A和溶液B混合均匀后加到储液管中，在高压静电发生器施加电压的情况 下，由喷针喷出。控制环境温度为18-2(TC;环境湿度45%-50%;收集屏的间距为14-15 厘米。电压为16.0KV;注射泵的质量流速为6.0mL/h;收集屏处收集产物纤维。得到的产 物为微米级，尺寸范围为1300-1750nm。
3) 所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂 钛的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况；并用MTT法测定其抗癌性能。 实施例3:
1) 用分析天平精确量取PLLA (PLLA的质量比为5wt^)溶质与二氯甲烷溶剂后， 置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到溶液A。用分析天 平精确量取二氯二茂钛(二氯二茂钛质量比为0.8 wt%)溶质与二氯甲烷溶剂后，置于干 净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到溶液B。
2) 溶液A和溶液B混合后由喷针喷出。控制环境温度为18-20°C;环境湿度45%-50 %;收集屏的间距为14-15厘米。电压为16.0KV;注射泵的质量流速为6.0mL/h;收集屏 处收集产物纤维。得到的产物为微米级，尺寸范围为1800-2250nm。
3) 所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂
钛的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况；并用MTT法测定其抗癌性能。 实施例4:
1) 用分析天平精确量取PLLA (PLLA的质量比为5wtX)溶质与二氯甲烷溶剂后， 置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到溶液A。用分析天 平精确量取二氯二茂钛(二氯二茂钛质量比为1.0 wt%)溶质与二氯甲垸溶剂后，置于干 净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到溶液B。
2) 将溶液A和溶液B混合均匀后加到储液管中，在高压静电发生器施加电压的情况 下，由喷针喷出。控制环境温度为18-20°C;环境湿度45%-50%;收集屏的间距为14-15 厘米。电压为20.0KV;注射泵的质量流速为6.0mL/h;收集屏处放置铝箔收集产物纤维。 得到的产物为微米级，尺寸范围为700-2120nm。
3) 所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂 钛的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况；并用MTT法测定其抗癌性能。
实施例5:
1) 用分析天平精确量取PLLA (PLLA的质量比为5wt%)溶质与二氯甲垸溶剂后， 置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2h至完全溶解，得到溶液A。用分析天平 精确量取顺铂(顺铂质量比为0.2wt%)溶质，先用N,N-二甲基甲酰胺完全溶解，然后将 溶液加入到一定体积的二氯甲垸中，置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2h 至完全溶解，得到溶液B。
2) 将溶液A和溶液B混合均匀后加到储液管中，在高压静电发生器施加电压的情况 下，由喷针喷出。控制环境温度为18-2(TC;环境湿度45%-50%;收集屏的间距为14-15 厘米。电压为16KV;注射泵的质量流速为6.0mL/h;收集屏处收集产物纤维。得到的产物 为纳米级，尺寸范围为150-400nm。
3) 所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂 钛的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况；并用MTT法测定其抗癌性能。
实施例6:
1) 用分析天平精确量取PLLA (PLLA的质量比为5wt^)溶质与二氯甲垸溶剂后， 置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到溶液A。用分析天 平精确量取顺铂(顺铂质量比为0.2wt%)溶质，先用N，N-二甲基甲酰胺完全溶解，然后 将溶液加入到一定体积的二氯甲垸中，置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2h 至完全溶解，得到溶液B。
2) 将溶液A和溶液B混合均匀后加到储液管中，在高压静电发生器施加电压的情况
下，由喷针喷出。控制环境温度为18-20'C;环境湿度45%-50%;收集屏的间距为14-15 厘米。电压为14.0KV，注射泵的质量流速为6.0mL/h;收集屏处收集产物纤维。得到的产 物为纳米级，尺寸范围为120-460nm。
3)所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂 钛的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况；并用MTT法测定其抗癌性能。 实施例7:
1) 用分析天平精确量取PLLA (PLLA的质量比为5wt^)溶质与二氯甲烷溶剂后， 置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2 h至完全溶解，得到溶液A。用分析天 平精确量取顺铂(顺铂质量比为0.2wt^)溶质，先用N,N-二甲基甲酰胺完全溶解，然后 将溶液加入到一定体积的二氯甲烷中，置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2h 至完全溶解，得到溶液B。
2) 将溶液A和溶液B混合均匀后加到储液管中，在高压静电发生器施加电压的情况 下，由喷针喷出。控制环境温度为18-20°C;环境湿度45%-50%;收集屏的间距为14-15 厘米。电压为16KV;注射泵的质量流速为4.0mL/h;收集屏处收集产物纤维。得到的产物 为微/纳米级，尺寸范围为360-2200nm。
3) 所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂 钛的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况；并用MTT法测定其抗癌性能。
实施例8:
1) 用分析天平精确量取PLLA (PLLA的质量比为5wt%)溶质与二氯甲垸溶剂后， 置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2h至完全溶解，得到溶液A。用分析天平 精确量取顺铂(顺铂质量比为0.2wt%)溶质，先用N,N-二甲基甲酰胺完全溶解，然后将 溶液加入到一定体积的二氯甲烷中，置于干净的玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌约2h 至完全溶解，得到溶液B。
2) 将溶液A和溶液B混合均匀后加到储液管中，在高压静电发生器施加电压的情况 下，由喷针喷出。控制环境温度为18-20°C;环境湿度45%-50%;收集屏的间距为14-15 厘米。电压为18.4KV;注射泵的质量流速为6.0mL/h;收集屏处收集产物纤维。得到的产 物为微/纳米级，尺寸范围为200-1000nm。
3) 所得产品用XRD、 TEM、 SEM等手段对其结构和形貌进行表征；通过二氯二茂钛 的紫外-可见吸收光谱测量药物体外释放情况；并用MTT法测定其抗癌性能。
权利要求
1、一种用静电纺丝技术制备有机金属抗癌药物的方法，其特征在于具体步骤如下(1)溶液配制配制以二氯甲烷为溶剂的质量为0.2-2.0wt％的溶液A，置于玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌1.5-2.5h，至完全溶解；配制以二氯甲烷为溶剂的质量为3-10wt％的溶液B；置于玻璃皿内在磁力搅拌器作用下搅拌1.5-2.5h，至完全溶解；(2)纺丝过程采用静电纺丝装置进行纺丝，Teflon管(1)一端通过不锈钢针(2)与储液管(7)相连，另一端与喷针(6)相连，收集屏(5)接地，置于喷针(6)正下方，高压静电发生器(4)连接到不锈钢针(2)上；将溶液A和溶液B按照体积比为1/5-1/1混合均匀后加到储液管(7)中，在高压静电发生器(4)施加电压的情况下，由喷针(6)喷出，从收集屏(5)上得到所需产品，其中，控制环境温度为18-20℃；环境湿度45％-50％；喷针到收集屏的距离为14-15厘米；高压静电发生器的电压为15-20KV；注射泵的质量流速为5-8mL/h；其中，所述溶液A和溶液B分别为下述溶液③溶液A为二氯二茂钛的二氯甲烷溶液，溶液B为左旋聚乳酸的二氯甲烷溶液；或者④溶液A为顺铂的二氯甲烷溶液，溶液B为左旋聚乳酸的二氯甲烷溶液。
全文摘要
本发明属于纳米生物医药和材料领域，具体涉及一种用静电纺丝技术制备有机金属复合抗癌药物的方法。具体步骤为分别配制溶液A和溶液B，将溶液A和溶液B混合均匀后由喷针喷出，控制环境温度为18-20℃；环境湿度45％-50％；收集屏的间距为14-15厘米；电压为10-20KV；注射泵的质量流速为2-8mL/h。收集屏处放置铝箔收集产物纤维。本发明只需通过控制药物含量、电压、喷针流速等条件便可控制产物的药物含量、壳层厚度、微/纳米纤维粗细等，有望实现药物的定位、定时释放。同时有望为某些药物的口服送药提够一种新的载体。利用本发明方法可在短时间纺出面积较大、厚度较高的微/纳米药物纤维膜。具有药物回收率高、产物单次产量大、产物易于保存等优点，对工业应用来说很有价值，并期望能推广到大规模应用。
文档编号A61P35/00GK101347403SQ200810041898
公开日2009年1月21日 申请日期2008年8月20日 优先权日2008年8月20日
发明者丁亚平, 吴庆生, 琨 张, 朱子春, 升 李, 平 陈, 陈义军 申请人:同济大学