[发明专利]一种具有亲水性内核和疏水性外壳的可降解纳米纤维膜材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有亲水性内核和疏水性外壳的可降解纳米纤维膜材料及其制备方法，属于医用生物材料技术领域。本发明的制备方法包括以下步骤：（1）制备丝胶蛋白粉末；（2）以水为溶剂，制备丝胶蛋白和聚乙烯醇核层混合溶液；（3）制备聚乳酸‑羟基乙酸共聚物壳层溶液；（4）通过同轴静电纺丝技术制备具有核壳结构的复合纳米纤维；（5）制备抑菌涂层。本发明制得的可降解纳米纤维具有亲水性内核和疏水性外壳，可在核层负载水溶性药物，解决了亲水性药物难以溶解分散的问题，同时具有良好的抑菌效果并且无细胞毒性，可应用于创伤敷料、止血材料、支架材料及药物缓释等领域。本发明的制备方法简单高效、连续性与均匀性好、生产过程绿色环保。

技术领域

本发明属于医用生物材料技术领域，具体涉及一种具有亲水性内核和疏水性外壳的可降解纳米纤维膜材料及其制备方法。

背景技术

纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高等特点，在药物缓释、组织工程等生物医学领域得到广泛应用。具有良好生物相容性和生物降解性的纳米纤维与机体细胞外基质相似，可以避免排异反应，比较适合用作药物缓释载体。聚乳酸-羟基乙酸共聚物是一种生物相容性好、可生物降解的高分子聚合物，其降解产物是二氧化碳和水，可被机体降解吸收且对机体无不良反应；聚乳酸-羟基乙酸共聚物保留了乳酸的刚性、疏水性、延伸性以及降解缓慢等特性，同时具有羟基乙酸降解较快的特性，改变乳酸和羟基乙酸单体的比例、聚合物分子量、浓度以及末端基团可以调节聚乳酸-羟基乙酸共聚物的性质从而改变其载药率、包封率和释药行为。

与传统的载药材料相比，具有核壳结构的纳米纤维（CSF），可以将药物包封在纤维内部，既能很好包封药物，保持药物活性，同时由于壳层材料保护，可以有效调控内部所包覆药物的缓慢释放，避免突释现象，降低药物的毒副作用。在核壳结构纳米纤维药物缓释研究和应用中，装载或释放的药物类型较多，包括疏水性药物，如紫杉醇、利福平、心得安、酮洛芬、甲硝唑、潘生丁等；亲水性药物，如阿莫西林、盐酸阿霉素、妥布霉素、地塞米松、氨苄西林等；生物大分子，如多糖、蛋白质、DNA、生长因子等。对于在常规有机溶剂中可溶的药物，可通过直接将药物与高分子材料共溶于有机溶剂中，再制备成纳米纤维膜或胶囊，使得药物得到缓慢释放。公开号为CN111705377A的专利通过以改性壳聚糖为壳、聚乳酸为核制备了一种微孔型核壳结构的可降解纳米纤维，可将药物与核层材料聚乳酸进行共溶，从而应用于药物缓释和伤口敷料等领域，该特殊的微孔结构更有利于细胞的增殖分化和组织长入。而针对水溶性药物缓释材料的研究较少，这主要是因为亲水性药物一般溶于水作为核层参与纺丝，而壳层多为疏水性高聚物溶于有机溶剂作为载体，在纺丝过程中，部分壳层纺丝液在接触核层水溶液时，容易发生相变析出，导致制备困难。

因此，对于载药材料的应用研究，如何使亲水性药物和疏水性药物都能做到药物控释是今后的研究重点。

发明内容

为了制备既可负载亲水性药物又可负载疏水性药物的载药缓释材料，本发明提供一种具有亲水性内核和疏水性外壳的可降解纳米纤维膜材料，同时，提供可降解纳米纤维膜材料的制备方法。

一种具有亲水性内核和疏水性外壳的可降解纳米纤维膜材料具有核壳结构，核层为亲水性的丝胶蛋白和聚乙烯醇复合水凝胶，壳层为具有良好生物相容性和生物降解性的疏水性聚乳酸-羟基乙酸共聚物；

所述可降解纳米纤维膜材料的孔隙率为32%，纳米纤维表面光滑均匀，直径为800~1300nm，核层内径为250~350nm，壳层内径为500~650nm；

所述可降解纳米纤维膜材料具有良好的抑菌效果和生物相容性，适用于创伤敷料、止血材料、药物缓释材料。

一种具有亲水性内核和疏水性外壳的可降解纳米纤维膜材料的制备步骤如下：

（1）提取丝胶蛋白

将20g蚕丝剪成碎片，置于500mL浓度为0.02~0.05mol/L的碳酸钠溶液或去离子水中，在恒温水浴锅内100℃煮沸脱胶1h，离心去除沉淀，得到澄清的丝胶蛋白溶液；将丝胶蛋白溶液倒入透析袋，置于去离子水中进行透析；真空冷冻干燥，得到丝胶蛋白粉末，低温密封保存备用；