一种载药互穿网络水凝胶的制备方法的制备方法及其用途

本发明涉及一种载药互穿网络水凝胶的制备方法，属于功能高分子材料领域。

背景技术：

1、水凝胶(hydrogel)是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。同时还具有良好的生物相容性、优良的物理机械性能和长期植入的稳定性；由两种或两种以上聚合物通过网络互穿缠结而形成的一类独特的聚合物共混物或聚合物合金。同时ipn的特殊细胞状结构、界面互穿、双相连续等结构形态特征，又使得它们在性能或功能上产生特殊的协同作用，防止相分离，并极大地提高了水凝胶的机械强度。碳纳米纤维是由石墨片卷曲而成的纤维状纳米碳材料，是一种介于普通碳纤维和碳纳米管的准一维碳材料。碳纳米纤维由于具有高比模量、高比强度、高导电性，还具有大长径比、大比表面积等优点，已广泛应用于医疗、航空、交通和机械等领域。然而碳纳米纤维作为药物释放的载体，由于其亲水性强，在生物体内容易聚集导致其生物相容性差，因此只有改善碳纳米纤维的亲水性，以提高其生物相容性。

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一种载药互穿网络水凝胶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、一种载药互穿网络水凝胶的制备方法，其包括如下步骤：

4、s1、利用静电纺丝的方法制备醋酸纤维素/sio2复合纳米纤维；

5、s2、将所述醋酸纤维素/sio2复合纳米纤维浸泡在naoh/乙醇溶液中进行水解，得到纤维素/sio2复合纳米纤维；

6、s3、将所述纤维素/sio2复合纳米纤维依次进行预氧化和碳热反应，得到多孔碳纳米纤维；

7、s4、将所述多孔碳纳米纤维用浓硝酸活化后，与磷酸酯一并加入n,n-二甲基甲酰胺中分散均匀后，加入壳聚糖醋酸溶液，混匀后，在65～75℃下反应，得到多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖；

8、s5、将所述多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖、丙烯酸、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵加入蒸馏水中，分散均匀后，在氮气的保护下，利用紫外光引发聚合反应，得到所述多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖/聚丙烯酸互穿网络水凝胶材料；

9、s6、将所述多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖/聚丙烯酸互穿网络水凝胶材料加入布洛芬/乙醇溶液中，使多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖/聚丙烯酸互穿网络水凝胶材料对布洛芬分子达到吸附平衡后，过滤，收集滤饼，洗去未被吸附的布洛芬分子，真空干燥，得到所述载药互穿网络水凝胶。

10、作为优选方案，所述醋酸纤维素/sio2复合纳米纤维的制备方法为：

11、将醋酸纤维素和正硅酸四乙酯加入n,n-二甲基乙酰胺和丙酮混合溶剂中，溶解，得到纺丝液；

12、将所述纺丝液溶液用静电纺丝装置纺丝后，经过真空干燥，得到醋酸纤维素/sio2复合纳米纤维。

13、作为优选方案，所述纺丝液中，醋酸纤维素的质量浓度为5～15％、正硅酸四乙酯的质量浓度为1～5％、n,n-二甲基乙酰胺和丙酮的质量比为(2～4)：(1～2)。

14、作为优选方案，所述静电纺丝的条件为：纺丝电压20～30kv、纺丝针头与收集板之间距离为10～20cm、纺丝速度0.2～0.3ml/h。

15、作为优选方案，所述naoh/乙醇溶液的浓度为0.1～0.3mol/l。

16、作为优选方案，所述预氧化的条件为：在氮气保护条件下，于250～300℃保温2h。

17、作为优选方案，所述碳热反应的条件为：在氮气的保护下，由250～300℃升温至900～1000℃，反应3h，然后在氯气气氛中，反应3h，最后在氮气的保护下，自然降至常温。

18、作为优选方案，活化后的所述多孔碳纳米纤维和磷酸酯的质量比为(3～5)：(1～2)；所述多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖和丙烯酸的质量比为(2～5)：(1～2)。

19、作为优选方案，所述布洛芬/乙醇溶液的质量浓度为0.1～0.3％。

20、作为优选方案，所述磷酸酯为磷酸三甲酯。

21、一种如前述制备方法得到的载药互穿网络水凝胶在药物缓释材料中的用途。

22、本发明的基本原理为：

23、1、以醋酸纤维素和正硅酸四乙酯为前驱体，通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素/sio2复合纳米纤维，后通过一系列水解、预氧化、碳热反应和碳热还原得到多孔碳纳米纤维。

24、2、通过硝酸活性，在多孔碳纳米纤维表面引入羧基，将壳聚糖上的氨基与羧基反应，使壳聚糖接枝到多孔碳纳米纤维上。

25、3、以多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖为骨架，将丙烯酸通过互穿网络结构形式与纳米纤维复合，得到多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖/聚丙烯酸互穿网络水凝胶。

26、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

27、1、利用多孔碳纳米纤维的高孔隙率和大比表面积，通过静电吸附作用使布洛芬吸附到纤维的孔隙中，从而达到载药的目的。

28、2、利用聚丙烯酸的强亲水性，而改善多孔碳纳米纤维的亲水性，提高其在细胞中的分散性，从而提高载药水凝胶的生物相容性。

技术特征：

1.一种载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述醋酸纤维素/sio2复合纳米纤维的制备方法为：

3.如权利要求2所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述纺丝液中，醋酸纤维素的质量浓度为5～15％、正硅酸四乙酯的质量浓度为1～5％、n,n-二甲基乙酰胺和丙酮的质量比为(2～4)：(1～2)。

4.如权利要求2所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的条件为：纺丝电压20～30kv、纺丝针头与收集板之间距离为10～20cm、纺丝速度0.2～0.3ml/h。

5.如权利要求1所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述naoh/乙醇溶液的浓度为0.1～0.3mol/l。

6.如权利要求1所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述预氧化的条件为：在氮气保护条件下，于250～300℃保温2h。

7.如权利要求1所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述碳热反应的条件为：在氮气的保护下，由250～300℃升温至900～1000℃，反应3h，然后在氯气气氛中，反应3h，最后在氮气的保护下，自然降至常温。

8.如权利要求1所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，活化后的所述多孔碳纳米纤维和磷酸酯的质量比为(3～5)：(1～2)；所述多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖和丙烯酸的质量比为(2～5)：(1～2)。

9.如权利要求1所述的载药互穿网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述布洛芬/乙醇溶液的质量浓度为0.1～0.3％。

10.一种如权利要求1所述制备方法得到的载药互穿网络水凝胶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互穿网络水凝胶的制备方法。包括如下步骤，首先以醋酸纤维素和正硅酸四乙酯为前驱体，通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素/SiO<subgt;2</subgt;复合纳米纤维，后通过一系列水解、预氧化、碳热反应和碳热还原得到多孔碳纳米纤维。其次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。最后以多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖为骨架，将丙烯酸通过互穿网络结构形式与纳米纤维复合，得到多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖/聚丙烯酸互穿网络水凝胶。多孔碳纳米纤维接枝壳聚糖/聚丙烯酸互穿网络水凝胶有望广泛应用于药物缓释中。

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：2024/3/5