一种载药共混电纺纤维膜及其制备方法与流程

本发明涉及一种载药共混电纺纤维膜及其制备方法。

背景技术：

肿瘤是人类生活中的常见病、多发病，严重威胁人类的生命安全。据2012年英国癌症中心数据显示，有1410万新发癌症病例，其中有820万癌症患者死亡。由于缺乏有效的治疗，超过50％的患者死于癌症。目前，临床上治疗肿瘤常用的方法有化学疗法、放射疗法和手术切除疗法等。化学疗法是普遍和广泛的治疗方法，通常用一种或者多种化学疗法来减缓症状。但是如果使用传统的路线，化疗药物对正常的健康细胞和组织有显著的副作用。通常出现骨髓抑制、粘膜炎和脱发。因此化学疗法的主要挑战是发展药物传递系统，用来安全、有效及无副作用地递送化疗药物。

通过增强渗透性和滞留性，纳米结构的药物传递系统能够靶向递送药物到癌细胞。目前，纳米结构的药物传递系统主要通过口服给药，包括纳米颗粒、脂质体和胶束。通过这条途径，有许多严重的现存问题不能充分的解决，如缺乏组织特异性、肿瘤部位低效率的药物释放和纳米载体的内吞截留，这些都使疗效显著降低。

喜树碱(camptothecin，cpt)是一种可从喜树中提取的天然生物碱。cpt通过调控拓扑异构酶i的活性来抑制癌细胞的生长，cpt也可以通过阻滞细胞停留于g2/m期来诱导各类细胞的调亡。cpt有很多缺点，比如毒副作用大、内酯环易失活和水溶性差等。研究结果表明，通过对cpt进行化学改性，不仅能诱导肿瘤细胞的调亡，还能降低全身的毒副作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种载药共混电纺纤维膜，该载药共混电纺纤维膜上载有抗肿瘤药物喜树碱。

本发明的另一目的在于提供载有抗肿瘤药物共混电纺纤维膜的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种载药共混电纺纤维膜，由抗肿瘤药物和载体材料组成，载体材料为修饰有两亲性物质的生物可降解高分子材料，其中两亲性物质为pf127，生物可降解高分子材料为plga和peo。

进一步地，plga与pf127的质量比为5：1～1:2，plga与peo的质量比为5:1～1:5。

进一步地，plga的分子量为1～10万，plga中的pla和pga的比例为4:1～1:4。

进一步地，peo的分子量为2～20万。

进一步地，抗肿瘤药物中包含喜树碱，优选地，抗肿瘤药物与载体材料的质量比为1:10～1:20。

上述的载药共混电纺纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将喜树碱、plga、peo和pf127溶解于有机溶剂中，溶解均匀，得到高聚物电纺液；

2)在25℃，相对湿度30～50％条件下，用静电纺丝仪将电纺液进行静电纺丝，挥发有机溶剂，制得载药共混电纺纤维膜；

3)将载药共混电纺纤维膜在避光条件下自然干燥即可。

进一步地，有机溶剂为二氯甲烷和甲醇的混合溶液。

进一步地，二氯甲烷和甲醇的体积比为8:1～8:5。

进一步地，高聚物电纺液中plga的质量分数为10～16％。

进一步地，静电纺丝仪的工艺参数为：施加电压10～25kv，接收距离6～15cm，纺丝推进速度0.2～0.8ml/min。

聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolicacid)，plga)是fda批准的一种聚合物材料，由于其优异的生物相容性、机械性能、易于加工性、降解的可调控性及副产物的无毒性而引起了广泛的关注。具有良好的生物相容性与抗张强度，并且综合了pga的高降解速度及pla的高强度，其降解速率可通过改变pla与pga的比例而得到调节控制。然而，由于其固有的疏水性阻碍了药物通过内部多孔结构的扩散，所以plga纤维通常表现出非常缓慢的药物释放特性。

聚环氧乙烷(poly(ethyleneoxide)，peo)是一种被广泛应用于药物载体的研究领域的高结晶度的线型化合物，它具有良好的生物相容性、低毒性、免疫原性及水溶性等优点。当peo与药物载体或药物分子表面发生偶联时，修饰后的药物载体或分子被赋予peo优良的性质，使药物载体或分子具有良好的水溶性和生物分配行为；此外，peo表面附着的水分子可使修饰的载体或药物周围产生空间屏障，不仅能有效降低药物的酶解速率，还能避免药物在肾脏的代谢中被快速消除，特别是能使免疫细胞识别药物。目前研究中常用的peo包括侧链可修饰的peo分子和线性的peo分子。具有“伞状效应”的侧链可修饰的peo分子，能使得被修饰的药物药代动力学行为得到有效地改善。

pluronicf127(pf127)是fda批准的一种两亲性高分子聚氧乙烯－聚氧丙烯－聚氧乙烯三嵌段共聚物，它能对各种亲水性官能团进行共价修饰，从而可获得水溶性良好的功能化基底材料；同时，pf127具有粘附于接触界面的特性，无明显的免疫反应，对软骨细胞有良好的亲和性和粘固性，不影响细胞的新陈代谢，其降解吸收速度可通过改变溶液的浓度来调节。将亲水性生物材料和同plga共纺，能够有效地改善其亲水性。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种载抗肿瘤药物共混电纺纤维膜及其制备方法，通过将plga和peo组合作为载体材料并且使用pf127进行修饰，可以在较长时间内维持有效的药物浓度，增强了治疗效果，降低了毒副作用，具有优异的生物相容性、可降解性，应用前景广阔。制备方法简单快捷、环境友好。

附图说明

图1～4为不同类型的电纺纤维膜的扫描电子显微镜照片；

图5为载药共混电纺纤维膜对结肠肿瘤细胞的抑制性能。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步阐述本发明，应理解，以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

用天平精确称量plga(pla/pga为1:1，分子量为4.4万)及pf127共计1000mg，将其溶解于二氯甲烷和甲醇(溶液体积比为8:2)混合溶液中，配制成plga/pf127质量比4:1的溶液，使plga质量浓度为14％，密封瓶口以防止溶剂挥发，涡旋至完全溶解，即得高聚物电纺液。分别通过静电纺丝，调节电纺仪(仪器输入电压3v，输出电压10kv)过程控制参数：纺丝推进速度为0.4ml/min、接收距离为7cm，制备出plga-pf127电纺纤维膜。图1为plga-pf127扫描电子显微镜照片。

用天平精确称量喜树碱100mg，称取plga(pla/pga为1:1，分子量为4.4万)、peo(分子量为10万)及pf127共计1000mg(plga、pf127质量比为4:1)，将其溶解于二氯甲烷和甲醇(溶液体积比为8:2)混合溶液中，配制成plga/peo质量比梯度为4:0，4:1，4:2的溶液，使plga质量浓度为12％，密封瓶口以防止溶剂挥发，涡旋至完全溶解，即得高聚物电纺液。分别通过静电纺丝，施加电压20kv，接收距离8cm，纺丝液推进速度为4ml/min，喷丝口直径0.51mm，制备得到载药共混电纺纤维膜。如图2～4所示，为plga-pf127-cpt、plga/peo-pf127-cpt(i)(plga/peo质量比4:1)和plga/peo-pf127-cpt(ii)(plga/peo质量比4:2)的扫描电子显微镜照片。

抗肿瘤效果检测

受试细胞：小鼠结肠癌ct-26细胞；

受试材料：plga-pf127、plga-pf127-cpt、plga/peo-pf127-cpt(i)和plga/peo-pf127-cpt(ii)；

实验方法：将plga-pf127、plga-pf127-cpt、plga/peo-pf127-cpt(i)和plga/peo-pf127-cpt(ii)裁剪成尺寸均为1cm×1cm。其中，将plga-pf127紫外灭菌半小时。将6种纤维膜分别置于12孔板中，加入800μldmem无血清培养基预湿1h。将处于对数生长期的细胞用胰酶消化后，用dmem完全培养基调整细胞浓度为4×10⁵/ml，加入12孔板中，于37℃、5％co2孵箱中培养。每组设3个复孔，培养24、48、72h，弃去培养基和纤维膜，每孔加mtt溶液(0.5mg/ml)0.8ml，继续培养4h。终止培养，弃去细胞上清液，每孔加二甲基亚砜(dmso)溶液800μl，置于振荡器上200rpm振荡10min，使结晶物充分溶解。在酶联免疫检测仪od570nm处测量各孔的吸光度值(a570)，试验重复3次。以空白电纺纤维膜plga-pf127的a570为参照系，分别计算肿瘤细胞的相对活性。如图5所示，为载药纤维膜在不同培养时期的肿瘤细胞相对活性照片。

实验结果表明：试验结果表明：与对照组电纺纤维膜plga-pf127、plga-pf127-cpt相比，载药共纺电纺纤维膜plga/peo-pf127-cpt对小鼠结肠癌ct-26细胞有明显的抑制作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。