一种载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法及其用途

本发明涉及一种载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法及其用途，属于生物医药材料领域。

背景技术：

1、碳纳米纤维是由多层石墨片卷曲而成的纤维状碳材料，它的直径一般在10-100nm，是介于普通碳纤维和碳纳米管之间的准一维碳材料。碳纳米纤维具有高结晶度、高比模量、高比强度等特征外，还具有。还具有长径比大、比表面积大、结构致密和导热导电性好等优点，已广泛应用于航空航天、交通、医疗、机械和纺织等领域。目前碳纳米纤维主要采用化学气象沉积法、固相合成法、静电纺丝法和热致相分离法等。相比于其它三种方法，热致相分离方法原料来源广泛、工艺简单、可大批量生产，因此广泛应用于碳纳米纤维的制备。为了进一步提高碳纳米纤维的孔隙率和比表面积，研究者们常常把碳纳米纤维制备成多孔状结构，以提高其孔隙率和比表面积。目前制备多孔碳纳米纤维主要通过模板法、微乳法、腐蚀法、加入致孔剂和冷冻干燥法等。

2、多孔碳纳米纤维由于具有细胞膜穿透性并且其内部孔隙可以容纳药物，因此可将药物吸附或偶联到多孔碳纳米纤维上穿过细胞膜进入细胞或组织。因此可将多孔碳纳米纤维用于药物释放的载体。然而多孔碳纳米纤维表面疏水性强，在细胞中易于聚集，会对细胞产生毒素，从而不适合于药物的载体。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提出载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法及其用途。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其包括如下步骤：

4、s1、制备纤维素多孔纳米纤维；

5、s2、将所述纤维素多孔纳米纤维浸泡在nh4cl溶液中，于70～90℃下活化后，干燥，转入氮气气氛围中，以程序升温的方式进行加热，得到多孔碳纳米纤维；

6、s3、将所述多孔碳纳米纤维用浓硝酸活化后，与磷酸三甲酯一起加入n,n-二甲基甲酰胺中，分散均匀后，加入壳聚糖的冰醋酸溶液，混匀后，在60～76℃下进行反应，得到多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖；

7、s4、将所述多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖加入布洛芬/乙醇溶液中，使多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖对布洛芬分子达到吸附平衡，过滤，收集滤饼，洗去未被吸附的布洛芬分子，真空干燥24h，得到载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖。

8、作为优选方案，所述纤维素多孔纳米纤维的制备方法为：

9、将醋酸纤维素溶解在n,n-二甲基甲酰胺中后，滴加入正硅酸四乙酯，混匀后得到前驱体淬火溶液；

10、将所述前驱体淬火溶液进行淬火后，得到醋酸纤维素/sio2复合纤维；

11、将所述醋酸纤维素/sio2复合纤维依次在naoh/乙醇溶液和氢氟酸溶液中浸泡，得到纤维素多孔纳米纤维。

12、作为优选方案，所述前驱体淬火溶液中，醋酸纤维素的质量浓度为3～8％、正硅酸四乙酯的质量浓度为1～3％；所述淬火温度为-40～-10℃、淬火时间为100～300min。

13、作为优选方案，所述的naoh/乙醇溶液中，naoh的质量浓度为0.1～0.3％，所述氢氟酸溶液质量浓度为0.8～1.5％。

14、作为优选方案，所述nh4cl溶液的质量浓度为1～2％。

15、作为优选方案，所述氮气气氛中，控制氮气的流量为50～100μm/l。

16、作为优选方案，所述程序升温的方式为：先以3～5℃/min的速率从室温升温至250～300℃，保温2h后，再以3～5℃/min的速率升温至700～800℃，保温2h；

17、作为优选方案，所述多孔碳纳米纤维和磷酸三甲酯的质量比为(5～10)：(1～3)。

18、一种如前述制备方法得到的可载药多孔碳纳米纤维在药物缓释材料中的用途。

19、作为优选方案，所述药物为布洛芬。

20、本发明的基本原理为：

21、1、以正硅酸四乙酯为前驱体，醋酸纤维素为聚合物，通过热致相分离法制备醋酸纤维素/二氧化硅纳米纤维，纤维依次经过naoh/乙醇和氢氟酸溶液浸泡，醋酸纤维素转变为纤维素、二氧化硅去除，得到纤维素多孔纳米纤维。纤维素多孔纳米纤维依次经过活化、预氧化和碳化得到多孔碳纳米纤维。

22、2、将壳聚糖溶液溶解在稀酸中，将壳聚糖接枝到多孔碳纳米纤维上得到多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖。

23、3、将多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖浸泡在布洛芬/乙醇溶液中，通过静电吸附作用将布洛芬吸附到多孔中，得到载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖。

24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

25、1、利用多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的高孔隙率和大比表面积结构，通过静电吸附作用使布洛芬吸附到多孔纤维的孔隙中，从而达到载药的目的。

26、2、利用壳聚糖的亲水性和生物相容性，而改善纤维的亲水性，提高其在细胞中的分散性，从而提高纤维的生物相容性。

技术特征：

1.一种载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述纤维素多孔纳米纤维的制备方法为：

3.如权利要求2所述的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述前驱体淬火溶液中，醋酸纤维素的质量浓度为3～8％、正硅酸四乙酯的质量浓度为1～3％；所述淬火温度为-40～-10℃、淬火时间为100～300min。

4.如权利要求2所述的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述的naoh/乙醇溶液中，naoh的质量浓度为0.1～0.3％，所述氢氟酸溶液质量浓度为0.8～1.5％。

5.如权利要求1所述的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述nh4cl溶液的质量浓度为1～2％。

6.如权利要求1所述的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述氮气气氛中，控制氮气的流量为50～100μm/l。

7.如权利要求1或6所述的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述程序升温的方式为：先以3～5℃/min的速率从室温升温至250～300℃，保温2h后，再以3～5℃/min的速率升温至700～800℃，保温2h。

8.如权利要求1所述的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述多孔碳纳米纤维和磷酸酯的质量比为(5～10)：(1～3)。

9.一种如权利要求1所述制备方法得到的载药多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖在药物缓释材料中的用途。

技术总结
本发明公开了一种载药多孔碳纳米纤维的制备方法。利用多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的高孔隙率和大比表面积结构，通过静电吸附作用使布洛芬吸附到多孔纤维的孔隙中，从而达到载药的目的。利用壳聚糖的亲水性和生物相容性，而改善纤维的亲水性，提高其在细胞中的分散性，从而提高纤维的生物相容性。多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖的布洛芬的3h的释放量为24.19％。多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖在20h后才达到释放平衡。说明多孔碳纳米纤维上接枝壳聚糖后对药物的缓释效果大大提高。

技术研发人员：宋江燕,吴芳芳,林皓,胡家朋
受保护的技术使用者：武夷学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29