CN107287766A - 一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法 - Google Patents

一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，包括：（1）聚丙烯腈纺丝液的配制：将聚丙烯腈加入到N,N‑二甲基乙酰胺中，一定温度下搅拌2‑5小时，至完全溶胀；然后在室温下搅拌8小时至完全溶解，得到聚合物溶液呈透明状；（2）药物溶液的配制：将姜黄素加入到N,N‑二甲基乙酰胺中，超声15分钟，至完全溶解；（3）将步骤（2）的药物溶液全部加入步骤（1）的聚合物溶液，继续搅拌8‑12小时，得到橙黄色的含有药物的聚合物溶液，超声处理15分钟进行脱气，得到纺丝溶液；（4）采用上述的纺丝溶液进行静电纺丝，得到药物纤维膜，最后真空干燥，即得。本发明方法操作简单，耗时较少，原材料廉价易得，可获得直径和孔径在纳米级的膜材料，适用于规模化生产。

Description

一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法
技术领域
本发明属于静电纺纳米纤维垫的制备领域，特别涉及一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法。
背景技术
静电纺丝是指聚合物溶液或熔体被喷射拉伸成纤维的过程，能够将材料制备成纳米尺寸的纤维。较传统方法制备的聚合物纤维，静电纺丝法制备聚合物纳米纤维具有设备简单、操作容易、高效且用静电纺丝法制备的纳米纤维膜具有尺寸小、比表面积大和孔隙率等优点。这些优点使得纳米纤维非常适合作为药物载体，能让药物更易被人体吸收；此外，电纺丝过程中，载药方式温和，药物的活性能够得到很好地保护，载体能很好地包载药物；药物多以无定形的形态分布在纳米纤维中，这也便于药物的平缓释放和吸收利用。
姜黄素是一种小分子天然多酚类化合物，现代药理学研究表明姜黄素具有广泛的药理活性，包括抗氧化、对肿瘤细胞的抑制作用、抗菌和抗炎等。然而，姜黄素水溶性差，易降解，结构中所带有的酚羟基易氧化，口服生物利用度仅为1%，这些原因极大限制了姜黄素的临床应用。
纺织品与人类日常生活的关系极其密切，用纺织品作为药物载体具有悠久的历史，如应用载药织物制备的透皮给药***，具有美观、舒适、透气性能好、不过敏、不***、不吃药、治疗方便、减少毒副作用等优势，能提高用药安全性和病人耐受性。许多研究正在试图将载药纤维加工成各种特殊途径进行给药，如透膜、***与耳廓等局部、经口、植入、注射的给药***。本发明将姜黄素和聚丙烯腈通过静电纺丝技术制备得到了负载姜黄素的纳米纤维，直接负载避免了姜黄素在制备过程的被氧化的风险。本发明制备的载药纤维垫可应用为新型透皮给药***或皮肤局部给药***，在医药等领域都具有广泛的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，该方法快速、简便、廉价、高效，批量制备及规模化生产，为新型透皮给药***或皮肤局部给药***提供借鉴。
本发明的一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，包括：
（1）聚丙烯腈纺丝液的配制：将聚丙烯腈加入到N,N-二甲基乙酰胺中，一定温度下搅拌2-5小时，至完全溶胀；然后在室温下搅拌8小时至完全溶解，得到聚合物溶液呈透明状；
（2）药物溶液的配制：将姜黄素加入到N,N-二甲基乙酰胺中，超声15分钟，至完全溶解；
（3）将步骤（2）的药物溶液全部加入步骤（1）的聚合物溶液，继续搅拌8-12小时，得到橙黄色的含有药物的聚合物溶液，超声处理15分钟 进行脱气，得到纺丝溶液；
（4）采用上述的纺丝溶液进行静电纺丝，得到药物纤维垫，最后真空干燥，即得；
步骤（1）所述的一定温度，温度为50-80℃；
步骤（1）得到的聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈的质量浓度为5-10 wt.%；
步骤（2）得到的药物溶液中姜黄素的质量浓度为2-6 wt.%；
步骤（3）得到的纺丝溶液中，药物溶液和聚丙烯腈纺丝液的质量比在1：2~1：3；
步骤（4）所述的静电纺丝中注射器规格为10 mL，针头内径为0.4~0.7 mm，接收屏采用铝箔接负极接收，针头与接收屏的距离为5～10 cm；
步骤（4）所述的静电纺丝过程中喷出流速为0.1～1.2 mL/h；
本发明的方法快速、简便、廉价、高效，适合批量制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫。有益效果
（1）本发明方法操作简单，耗时较少，可获得直径和孔径在纳米级的膜材料，适用于规模化生产；
（2）本发明所使用的原材料廉价易得，具有作为新型透皮给药***或皮肤局部给药***的应用潜力。
附图说明
图1为静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的数码照片图；
图2为静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的电镜照片图；
图3为姜黄素体外累积释放曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的制备方法包括如下步骤：
（1）聚丙烯腈纺丝液的配制：配制质量浓度为8%的聚丙烯腈溶液5 ml，溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，60℃下搅拌3小时，至完全溶胀；然后在室温下搅拌8小时至完全溶解，得到聚合物溶液呈透明状；
（2）药物溶液的配制：配制质量浓度为5%的姜黄素溶液2 ml，溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，超声15分钟，至完全溶解；
（3）将步骤（2）的药物溶液2ml全部加入步骤（1）的聚合物溶液，继续搅拌10小时，得到橙黄色的含有药物的聚合物溶液，超声处理15分钟进行脱气，得到纺丝溶液；
（4）用10 ml注射器（针头内径为0.4~0.7 mm）抽取步骤（3）中聚丙烯腈/姜黄素纺丝液，固定在静电纺丝装置上，固定静电压为15 kv，接收距离为8 cm，喷射流速为1.0 mL/h，进行电纺，得到聚丙烯腈/姜黄素复合纳米纤维膜；
（5）将收集到的膜放入真空干燥器中干燥24 h 以上，备用。
依照以上步骤所得到聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的宏观数码照片和微观电镜照片分别见图1和图2。由图可见，制备的姜黄素纳米纤维垫均一，纤维直径在纳米范围内，其具有较高的孔隙率，作为新型透皮给药***或皮肤局部给药***具有良好的透气性能。
实施例2
聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的姜黄素皮肤渗透实验，包括如下步骤：
称取聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维1.0 g，于37℃，20 ml，pH 值7.4的PBS缓冲液进行释放。在预定的时间量取3 ml释放液，测定426 nm姜黄素的吸光度，同时用PBS补足取出量。以体外累积释放率对时间作图，纳米纤维垫中的姜黄素体外累积释放特征如图3所示。药物纤维垫具有良好的药物缓释效率，能控制60 %以上的药物通过扩散机制缓慢释放。

Claims (7)

1.一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，包括：
（1）聚丙烯腈纺丝液的配制：将聚丙烯腈加入到N,N-二甲基乙酰胺中，一定温度下搅拌2-5小时，至完全溶胀；然后在室温下搅拌8小时至完全溶解，得到聚合物溶液呈透明状；
（2）药物溶液的配制：将姜黄素加入到N,N-二甲基乙酰胺中，超声15分钟，至完全溶解；
（3）将步骤（2）的药物溶液全部加入步骤（1）的聚合物溶液，继续搅拌8-12小时，得到橙黄色的含有药物的聚合物溶液，超声处理15 min 进行脱气，得到纺丝溶液；
（4）采用上述的纺丝溶液进行静电纺丝，得到药物纤维垫，最后真空干燥，即得。
2.根据权利要求1所述的一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，其特征在于：步骤（1）所述的一定温度，温度为50-80℃。
3.根据权利要求1所述的一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，其特征在于：步骤（1）得到的聚丙烯腈纺丝液中聚丙烯腈的质量浓度为5-10 wt.%。
4.根据权利要求1所述的一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，其特征在于：步骤（2）得到的药物溶液中姜黄素的质量浓度为2-6 wt.%。
5.根据权利要求1所述的一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，其特征在于：步骤（3）得到的纺丝溶液中，药物溶液和聚丙烯腈纺丝液的质量比在1：2~1：3。
6.根据权利要求1所述的一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，其特征在于：步骤（4）所述的静电纺丝中注射器规格为10 ml，针头内径为0.4~0.7 mm，接收屏采用铝箔接负极接收，针头与接收屏的距离为5～10 cm。
7.根据权利要求1所述的一种静电纺制备聚丙烯腈/姜黄素纳米纤维垫的方法，其特征在于：步骤（4）所述的静电纺丝过程中喷出流速为0.1～1.2 ml/h。
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