一种用于抗炎的载药纳米纤维膜制备方法与流程

本发明属于纳米材料技术领域。涉及一种用于抗炎的载药纳米纤维膜制备方法。

背景技术：

5-羟甲基糠醛，是常见杂环美拉德反应的产物，主要通过果糖的酸催化热脱水生产并用作热处理产品中的调味物质。它具有很多优良的药理作用，如抗炎、抗氧化活性，防止急性低压缺氧抑制酒精性肝脏的氧化损伤和心脏保护作用等。

静电纺丝是技术一种用于制作直径从几微米到几十纳米的超薄纤维（主要是聚合物）的简单和高度通用的方法。在一个典型的静电纺丝过程中，一般需要三个部分：高压电源，带有喷丝头的毛细管以及通常是接地的收集器。大多数情况下，喷丝头连接的是供应聚合物溶液的注射器，溶液可以使用注射泵以恒定的速率通过喷丝头供给。当施加高电压时，喷丝头喷嘴处的聚合物溶液悬滴变成静电荷同时感应电荷会均匀分布在表面上。液滴的表面张力通常会导致球体处于平衡状态，而当电荷的积聚时会导致突起出现在液滴的端部上，使液滴变形成泰勒锥的锥形形状。随着电压/场强的增加，排斥静电力克服表面张力，当达到临界值时，带电射流会从泰勒锥的顶端喷射，随着溶剂蒸发，会形成直径从几微米到几纳米的固体聚合物纤维，静电纺丝技术易于制备均匀的复合材料。

聚乙烯醇（pva）作为一种人工合成高分子材料，是由聚醋酸乙烯酯经碱催化醇解而得，合成方便、价格便宜、对人体安全，具有良好的生物相容性，具有较好的缓释功能，是一种极具潜力的优良药用辅料，同时，其成膜性较好。但与其同时，聚乙烯醇也有着其不足之处，如脱水率和溶胀度不能满足特定支架材料的要求，为此可通过添加天然高分子材料改善其性能。

壳聚糖（cs）是一种天然高分子材料，作为自然界唯一的碱性多糖，具有可降解、抗菌抑菌、良好生物相容性、止血等多种生物学性能。尽管壳聚糖有着诸多的优势，但是通过很难只用壳聚糖进行纺丝，为此与其他材料混纺，能够充分发挥其优势，又能达到纺丝的要求。

因此，通过pva和壳聚糖两者混纺，能够充分利用两者的优势，同时弥补各自的不足之处，同时将具有抗炎作用的药物5-羟甲基糠醛载入纳米纤维膜，能够长效发挥抗炎作用，这种纳米纤维膜可作为伤口敷料或者治疗与炎症相关的疾病。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改善溶胀率，具有缓释作用的纳米纤维膜的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于抗炎的载药纳米纤维膜制备方法，包括如下步骤：

（1）用去离子水配制质量百分比浓度6-10%的聚乙烯醇（pva）、用体积百分比浓度为60-90%的醋酸溶液配制质量百分比浓度1-3%的壳聚糖（cs）高分子溶液，然后将壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液按照体积比1:4-6的比例进行混合，使用磁力搅拌器搅拌过夜，得到均匀淡黄色透明溶液；

（2）在淡黄色透明溶液中加入抗炎药物5-羟甲基糠醛（5-hmf）使其浓度为50-150μg/ml，将溶液进行超声，使药物充分分散于高分子溶液接着继续进行磁力搅拌，得到均匀透明的静电纺丝前驱体溶液；

（3）将步骤（2）所得前驱体溶液转移至静电纺丝用医用注射器中，调整纺丝接收距离为15-18cm、纺丝电压为18-20kv、流速设定为0.2-0.6ml/h，在静电纺丝装置上纺丝，使用铝箔接收纳米纤维膜；

（4）步骤（3）得到的纳米纤维膜放至常温真空干燥箱烘干，在50-80℃下使用浓度为2-5%的戊二醛水溶液置于密封的玻璃容器装置中产生蒸汽在对纳米纤维膜进行交联，然后在真空干燥箱中烘干，得到结晶度较高的纳米纤维膜。

进一步地，步骤（2）中，所述超声的时间为120-180min。

进一步地，步骤（4）中，所述烘干的条件为：50-60℃下烘干2-3h。

本发明纳米纤维膜载入的药物具有抗炎作用，聚乙烯醇和壳聚糖具有良好的生物相容性，纳米纤维膜对药物具有缓释作用。

与现有技术相比，本发明具有如下的技术效果：

本发明制备工艺简单，得到的纳米纤维膜具有良好的生物相容性，载有抗炎效果的药物，使得药物得以缓慢释放；通过交联，使得纳米纤维膜的使用范围更广。本发明的载药纳米纤维膜直径均匀，可以阻挡细菌的入侵，能够作为一种理想的伤口敷料。

附图说明

图1为本发明实施实例一制备的载药pva/壳聚糖纳米纤维膜的扫描电镜图。

图2为本发明实施实例一制备的载药pva/壳聚糖纳米纤维膜的扫描电镜图（放大倍数30000倍）。

图3为本发明实施实例一制备的载药pva/壳聚糖纳米纤维膜细胞生物相容性的测试结果。

图4为本发明实施实例一制备的载药pva/壳聚糖纳米纤维膜抗炎因子的表达效果。

图5为本发明实施实例一制备的载药pva/壳聚糖纳米纤维膜抗炎因子的表达效果作用时长。

图6为本发明实施实例一制备的载药pva/壳聚糖纳米纤维膜的溶解/降解情况考察。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例1

1、称取8g聚乙烯醇溶于100ml蒸馏水中，在80℃下加热促进溶解，称取2g壳聚糖溶于100ml90%冰醋酸溶液中，在60℃下加热搅拌溶解；两者都用磁力搅拌器搅拌均匀。

2、将搅拌均匀的聚乙烯醇溶液和壳聚糖溶液按照体积比4:1的比例进行混合，在磁力搅拌器搅拌12h，得到均匀淡黄色透明溶液。

3、加入10μl浓度为100mg/ml的5-羟甲基糠醛（5-hmf）于10ml的聚乙烯醇/壳聚糖混合均匀的溶液，使其终浓度为100μg/ml，将溶液进行超声120min，使药物充分分散于高分子溶液接着继续进行磁力搅拌，得到均匀透明的静电纺丝前驱体溶液。

4、纺丝溶液转移至静电纺丝用医用注射器中，调整纺丝距离为15cm、纺丝电压20kv、流速设定为0.6ml/h，在静电纺丝装置上进行纺丝，使用铝箔接收纳米纤维膜。

5、纳米纤维膜在50℃下用2%的戊二醛蒸汽交联24h后，在50℃下真空烘干2h，得到交联后的纳米纤维膜。

图1和图2是纳米纤维的扫描电镜图片，放大倍数为10000倍和30000倍，从图中可以看出纳米纤维膜直径分布均匀，纺丝溶液得到了充分的拉伸，纤维平均直径为200nm左右，能有效抑制细菌的进入。

将载有纳米纤维的爬片放置在12孔板中，经紫外线照射后将巨噬细胞、皮肤成纤维细胞，角质细胞培养在纳米纤维膜上培养24h，然后用cck8试剂盒进行测试。

将载有纳米纤维膜的爬片放置在12孔板中，经紫外线照射后将巨噬细胞培养在纳米纤维膜上，然后给予脂多糖（lps）刺激12h，用一氧化氮试剂盒测试no的表达情况及在不同时间的作用情况。从图4（载药纳米纤维膜对lps诱导raw264.7的巨噬细胞no影响）可以看出载药纳米纤维膜能够有效降低炎症因子的表达，说明能够有效抑制炎症；同时从图5（载药纳米纤维膜对lps诱导raw264.7的巨噬细胞no影响）可以得知，纳米纤维膜具有一定缓释的效果，直至12h，纳米纤维膜也能发挥抗炎效果。

纳米纤维膜的稳定性考察：从真空干燥箱里取出纳米纤维膜，称量其质量并记录，然后将纳米纤维膜浸泡在去离子水中，在特定时间点（3h，6h和12h）取出放置在真空干燥箱烘干，然后称量其质量，每个时间点进行3个重复测试。从图6可以看出，浸泡后的纳米纤维膜在不同的时间点，没有发生明显的降解，表明经戊二醛交联后，纳米纤维膜的抗溶性能有所提高。

实施例2

1、称取10g聚乙烯醇溶于100ml蒸馏水中，在80℃下加热促进溶解，称取1.5g壳聚糖溶于100ml90%冰醋酸溶液中，在60℃下加热搅拌溶解；两者都用磁力搅拌器搅拌均匀。

2、将搅拌均匀的聚乙烯醇溶液和壳聚糖溶液按照体积比5:1的比例进行混合，在磁力搅拌器搅拌12h，得到均匀淡黄色透明溶液。

3、加入10μl浓度为100mg/ml的5-羟甲基糠醛（5-hmf）于10ml的聚乙烯醇/壳聚糖混合均匀的溶液，使其终浓度为100μg/ml，将溶液进行超声120min，使药物充分分散于高分子溶液接着继续进行磁力搅拌，得到均匀透明的静电纺丝前驱体溶液。

4、纺丝溶液转移至静电纺丝用医用注射器中，调整纺丝距离为20cm、纺丝电压25kv、流速设定为0.6ml/h，在静电纺丝装置上进行纺丝，使用铝箔接收纳米纤维膜。

5、纳米纤维膜在50℃下用3%的戊二醛蒸汽交联24h后，在60℃下真空烘干2h，得到交联后的纳米纤维膜。

实施例3

1、称取8g聚乙烯醇溶于100ml蒸馏水中，在80℃下加热促进溶解，称取2g壳聚糖溶于100ml90%冰醋酸溶液中，在60℃下加热搅拌溶解；两者都用磁力搅拌器搅拌均匀。

2、将搅拌均匀的聚乙烯醇溶液和壳聚糖溶液按照体积比5:1的比例进行混合，在磁力搅拌器搅拌12h，得到均匀淡黄色透明溶液。

3、加入10μl浓度为100mg/ml的5-羟甲基糠醛（5-hmf）于10ml的聚乙烯醇/壳聚糖混合均匀的溶液，使其终浓度为100μg/ml，将溶液进行超声120min，使药物充分分散于高分子溶液接着继续进行磁力搅拌，得到均匀透明的静电纺丝前驱体溶液。

4、纺丝溶液转移至静电纺丝用医用注射器中，调整纺丝距离为15cm、纺丝电压20kv、流速设定为0.4ml/h，在静电纺丝装置上进行纺丝，使用铝箔接收纳米纤维膜。

5、纳米纤维膜在50℃下用2%的戊二醛蒸汽交联24h后，在50℃下真空烘干2h，得到交联后的纳米纤维膜。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。