紫草载药纳米纤维及其制备与应用 【技术领域】
本发明属载药纳米纤维领域，特别是涉及一种紫草载药纳米纤维及其制备与应用。
背景技术
紫草为紫草科(boraginacese)多年生草本植物，早在《神农本草经》中就有记载。《中国药典》2005年版收载其为紫草科植物新疆紫草[Arnebia euchroma(Royle)Johnst]或内蒙紫草(Arnebia guttata Bunge)的干燥根。有凉血、活血，解毒透疹之功效，主要用于血热毒盛，斑疹紫黑，麻疹不透，疮疡，湿疹，水火烫伤等症。是我国临床上治疗皮肤疾病的常用中药之一。紫草含有多种化学成分，其中萘醌类化合物含量最高且具有多种生物活性，如抗菌消炎、抗癌和抗氧化等，另外它们还具有稳定的染色性能，因而在医药、食品和化妆品领域得到广泛关注。
近年来随着新技术、新辅料的广泛应用，一些中医药学者以此为课题，在对紫草剂型改造等现代化研究方面做了大量工作。逄秀娟等【中成药.2001，23(1)：5】制备了紫草浸膏的固体分散物，有效提高了紫草有效成分的体外溶出度，进而提高其体内生物利用度。接着，他们还制备了紫草阴道泡腾片，以使阴道疾病的治疗更为方便有效【中成药.2004，26(3)：181】。Assimopoulou等【J Microcapsulation.2004，2：161】制备了含有紫草素的微胶囊制剂，从而改善了其疏水性并使其具有缓释效果。目前纤维由于其独到的特点，如具有极大比表面积，优越机械性能等，而成为一种装封药物的理想载体，在有效实现药物的装载和释放方面取得许多进展和成果。而紫草的纤维制剂类型，还从未有见报道。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种紫草载药纳米纤维及其制备与应用，通过将紫草有效成分与高分子基材共溶制成纺丝液，利用静电纺丝法，制备成紫草纳米纤维或纤维毡，紫草有效成分在纤维中均匀分布。该纤维具有良好的生物相容性和可降解性，根据治疗部位或治疗目的不同，可进一步加工制备成口服、透皮或植入等给药系统，以达到抗氧化、治疗创伤或癌症等医疗目的，这也为中药给药系统的研制提供了一条新的途径。
本发明的紫草载药纳米纤维，是一种载有紫草有效成分的纳米纤维，紫草有效成分在纤维中均匀分布，其中紫草有效成分在纤维中的含量为0.001wt.％～30wt.％。
所述紫草有效成分是紫草素(shikonin)、β，β-二甲基丙烯酰紫草素(β，β-dimethylacrylshikonin)、乙酰紫草素(acetylshikonin)、去氧紫草素(deoxyshikonin)、异丁酰紫草素(isobutylshikonin)、异戊酰紫草素(isovalerylshikonin)、2-甲基丁酰紫草素(2-methyl-n-butyrylshikonin)中的一种或几种混合物。
所述紫草载药纳米纤维，其纤维直径为2μm～15μm，其纤维基材是高分子材料聚ε己内酯(PCL)、聚L-乳酸(PLLA)、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)中的一种或几种混合物。
本发明的紫草载药纳米纤维的制备方法，包括：
将紫草有效成分与纤维基材高分子材料共溶于有机溶剂中，制成纺丝液，利用静电纺丝法，制备紫草纳米纤维，其中，纺丝液中高分子材料的质量浓度为1％～20％，纺丝液中紫草有效成分的质量浓度为0.001％～30％。
所述纤维基材高分子材料，其与紫草有效成分相容性好，是具有生物可降解和生物相容性的高分子聚合物，是聚ε己内酯、聚L-乳酸、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物中的一种或几种混合物。
所述的有机溶剂是氯仿、丙酮、二甲苯、二氯甲烷、二氧六环、氯仿/N，N-二甲基甲酰胺(DMF)混合溶剂、二氯甲烷/DMF混合溶剂的一种或其混合物。
所述静电纺丝的参数是电压10～30kv，两极间距离为10～20cm，纺丝液在喷丝口处的流速为0.5mL/h～1.5mL/h。
本发明的紫草载药纳米纤维的应用在于根据治疗部位或治疗目的不同，进一步加工制备成口服、透皮或植入等给药系统，达到抗氧化、治疗创伤或癌症等医疗目的。
本发明的有益效果：
(1)紫草中的萘醌类成分为一类疏水性化学物质，而采用的高分子基材均为与紫草萘醌成分相容性好的可生物降解的高分子材料，因此紫草萘醌在现为中分布均匀；
(2)所采用的电纺工艺，使聚合物迅速从溶液状态固化为纤维状态，也使紫草萘醌来不及长成晶粒，而成分子状态分布在纤维中，可以避免药物的突释现象，减小药物的毒副作用；
(3)电纺所制备的纤维直径在纳米至微米之间，从而可避免药物释放滞慢的现象；
(4)由于紫草萘醌具有多种药理活性，具有多种医疗效果；
(5)本发明制备工艺简单、药物缓释、生物相容性好。
【附图说明】
图1是静电纺丝装置示意图；
图2是载有1％紫草素的聚ε己内酯(PCL)纤维；
图3是紫草中萘醌类化合物的化学结构。
【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
将0.0043g紫草素(shikonin)溶解于5mL氯仿，在搅拌条件下加入0.4045g聚ε己内酯(PCL)(Mw≈100,000)，超声处理使其成为均匀溶液。将配置好的溶液倒入5mL注射器中，采用9号针头制成的直角平口喷丝头。溶液在喷丝口处的流速为0.6mL/h，所施加的电压为20kV，两极间距离为20cm。
结果如图1所示，所得紫草素/PCL载药纤维直径10μm左右。纤维表面平整光滑，药物高度分散于纤维基材PCL之中。
实施例2
将0.0204g β，β-二甲基丙烯酰紫草素(β，β-dimethylacrylshikonin)溶解于4mL氯仿与丙酮的混合溶液(3∶1，v/v)，在搅拌条件下加入0.4080g PLGA(丙交酯∶乙交酯＝75∶25，Mw≈100,000)，超声处理使其成为均匀溶液。将配置好的溶液倒入5mL注射器中，采用8号针头制成的直角平口喷丝头。溶液在喷丝口处的流速为0.8mL/h，所施加的电压为22kV，两极间距离为15cm。
所得的β，β-二甲基丙烯酰紫草素/PLGA载药纤维直径12μm左右。纤维表面平整光滑，药物高度分散于纤维基材PLGA之中。
实施例3
将0.0412g乙酰紫草素(acetylshikonin)溶解于13.8mL氯仿，在搅拌条件下加入0.4136g PLLA(Mw≈100,000)，超声处理使其成为均匀溶液。将配置好的溶液倒入5mL注射器中，采用9号针头制成的直角平口喷丝头。溶液在喷丝口处的流速为1.0mL/h，所施加的电压为25kV，两极间距离为15cm。
所得的乙酰紫草素/PLLA载药纤维直径3μm左右。纤维表面平整光滑，药物高度分散于纤维基材PLLA之中。
实施例4
实施例1中获得的紫草素/PCL载药纤维/纤维毡，可进一步加工制备成口服制剂，以满足人体抗氧化需要。
实施例5
实施例2中获得的β，β-二甲基丙烯酰紫草素/PLGA载药纤维/纤维毡，可进一步加工制备成为创面覆盖的创可贴，以加速皮损处的愈合。
实施例6
实施例3中获得的乙酰紫草素/PLLA载药纤维/纤维毡，可进一步加工制备成植入剂，达到肿瘤局部治疗的目的，并且在植入后，高分子基材逐渐降解，药物缓慢释放，最终二者在病灶处耗尽，不需二次手术取出。