[发明专利]一种具有药物材料径向逆向分布特征纳米纤维及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种新型纳米层次物质的构效关系的建立技术，具体来说是一种具有药物材料径向逆向分布特征纳米纤维及制备方法。

背景技术

高压静电纺丝技术（电纺）是一种自上而下(top-down)的纳米制造技术，通过外加电场力克服喷头尖端液滴的液体表面张力和粘弹力而形成射流，在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂，在几十毫秒内被牵伸千万倍，经溶剂挥发或熔体冷却在接收端得到纳米级纤维。该技术工艺过程简单、操控方便、选择材料范围广泛、可控性强、被认为是最有可能实现连续纳米纤维工业化生产的一种方法，应用该技术制备功能纳米纤维具有良好的前景。

电纺聚合物功能纳米纤维一般以成纤聚合物为基材，通过加入活性成分而赋予纳米纤维功能，并充分利用电纺纳米纤维膜的独特性能而充分发挥活性成分的效用。这些独特的性能包括纤维直径小、纤维表面积巨大、纤维呈三维网状多孔结构、孔隙率高、纤维具有纳米尺度范围的直径却同时具有宏观范围的长度等。在生物医药领域，一般将药物加入聚合物溶液，形成共溶溶液作为纺丝液，通过普通电纺过程的快速干燥和成型，获得药物均匀分布在整个纳米纤维的载药纳米纤维。绝大部分载药纳米纤维都是该类药物均匀分布的、结构单一的纳米纤维，通过聚合物基材的理化性能和纳米纤维膜的特点而获得所需要的药物缓控释性能。虽有少量通过同轴电纺和并列电纺调控药物在纳米纤维中的分布，以获得所需药物控释性能的电纺芯鞘纳米纤维和乔纳斯纳米纤维，但是关于同时调控纤维的结构、结构纤维中每个部分的药物和聚合物的成分和组成的报道很少。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种具有药物材料径向逆向分布特征纳米纤维及制备方法，所述的这种具有药物材料径向逆向分布特征纳米纤维及制备方法要解决现有技术中的纳米纤维缓释效果不佳的技术问题。

本发明提供了一种具有药物材料径向逆向分布特征的纳米纤维，包括一个内芯部，所述的内芯部的外周设置有外鞘部，所述的内芯部和所述的外鞘部同轴延伸，所述的内芯部和所述的外鞘部中均含有药物和聚合物材料，所述的药物的浓度沿着纤维的直径方向从外到内呈递增分布，所述的聚合物材料的浓度沿着纤维的直径方向从外到内呈递减分布。

进一步的，所述的聚合物材料为水不溶型药用聚合物辅料。

本发明还提供了上述的一种具有药物材料径向逆向分布特征的纳米纤维的制备方法，包括如下步骤：

1)采用可纺聚合物的溶液配成同轴电纺的外鞘部工作流体和内芯部工作流体，所述的外鞘部工作流体中的可纺聚合物的溶液的浓度大于内芯部工作流体中可纺聚合物的溶液的浓度；

2)在所述的外鞘部工作流体和内芯部工作流体均添加有药物，所述的外鞘部工作流体中的药物的浓度小于内芯部工作流体中药物的浓度；

3)将步骤2）的外鞘部工作流体和内芯部工作流体分别装入外鞘部工作流体注射器和内芯部工作流体注射器中，将鞘部工作流体和芯部工作流体分别装入鞘部工作流体注射器和芯部工作流体注射器中，所述的鞘部工作流体注射器安装在一个鞘部工作流体注射泵上，所述的芯部工作流体注射器安装在一个芯部工作流体注射泵上；采用一个同轴纺丝头，所述的同轴纺丝头中含有一个芯部毛细管和一个外层毛细管，所述的芯部毛细管设置在所述的外层毛细管的内部，所述的芯部工作流体注射器的出口和所述的芯部毛细管连接，所述的鞘部工作流体注射器的出口端和所述的外层毛细管直接连接；

4)采用一个高压发生器，所述的高压发生器和所述的同轴纺丝头连接

5)通过两台注射泵分别控制同轴纺丝头中芯鞘流体的注入速度，开启高压发生器，并调整高压值，在高压静电的作用下，以同轴纺丝头出口为模板，通过纤维接收平板收集纳米纤维，制备出具有药物材料径向逆向分布特征的纳米纤维。

本发明还提供了实现上述方法的同轴电纺装置，包括一个鞘部工作流体注射器和一个芯部工作流体注射器，所述的鞘部工作流体注射器安装在一个鞘部工作流体注射泵上，所述的芯部工作流体注射器安装在一个芯部工作流体注射泵上；还包括一个同轴纺丝头，所述的同轴纺丝头含有一个芯部毛细管和一个外层毛细管，所述的芯部毛细管设置在所述的外层毛细管的内部，所述的鞘部工作流体注射器的出口端与所述的纺丝头的鞘部毛细管直接相连，所述的芯部工作流体注射器的出口端通过高弹性硅胶管连接同轴纺丝头的芯部毛细管；还包括一个高压发生器，所述的高压发生器和所述的同轴纺丝头直接连接，在所述的同轴纺丝头出口端的下端设置有一个纤维接收平板。