一种可用3D打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备

本发明属于药物载体，具体地，涉及一种可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，尤其涉及一种3d打印技术制备纤维素气凝胶、高效负载药物、控制药物缓慢释放的气凝胶药物载体的制备方法。背景技术：1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。2、目前存在的一些药物载体主要包括树脂，微球，薄膜，胶囊，凝胶等，制备的材料主要有一些无机材料、有机材料和合成高分子材料等，这些药物载体和材料往往存在生物可降解性能差，制备繁琐，药物的负载量低，药物释放速度快等问题。纳米纤维素具有绿色无毒，可再生性，生物可降解性，良好的生物相容性是作为药物的优良载体。3、申请(专利)号：cn202110778777.0采用粉碎研磨机粉碎棉纤维浆板，使用硫酸铵溶液处理制备纳米纤维素，在载体上负载纳米金颗粒和环糊精，并以环糊精容纳姜黄素抗肿瘤药物，提高了其负载量为31.4μg/mg。该方法负载的姜黄素高于其他载体类姜黄素递送体系，然而该方法需要负载纳米金颗粒，价格较为昂贵，同时其药物负载量仍需进一步提高。4、申请(专利)号：cn202010210105.5以大蒜秸秆为原料,用硫酸水解大蒜秸秆纤维素，得到大蒜秸秆纳米纤维素，通过化学交联制备大蒜秸秆纳米纤维素水凝胶并负载大蒜素，有效地改善了大蒜素的生物相容性和稳定性，然而该制备方法比较繁琐，且大蒜秸秆纳米纤维素水凝胶的载药量仅为150mg/g左右，药物负载量偏低。5、目前，水凝胶、气凝胶类载体一般通过吸附或涂覆的形式对药物进行负载，但存在吸附时间长，药物在载体内部不均匀及药物负载量偏低的问题。技术实现思路1、为了解决上述问题，本发明提供一种可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法。以大豆、玉米、小麦等农林秸秆为原料通过3d打印技术制备纳米纤维素气凝胶，充分利用纳米纤维素良好的生物可降解性能及生物相容性，通过3d打印技术构建纤维素水凝胶，采用定向冷冻制备纤维素气凝胶药物载体。2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：3、本发明的第一个方面，提供了一种可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，包括：4、将农林秸秆进行研磨，得到纤维粉末；5、将所述纤维粉末进行均质处理，得到纳米纤维素溶液；6、将ph响应聚合物、药物模型在溶液中混合均匀，得到带有药物的混合溶液；7、将所述带有药物的混合溶液和所述纳米纤维素溶液混合均匀，得到3d打印油墨；然后，进行3d打印，得到凝胶；8、将所述凝胶进行溶剂置换，冷冻干燥，得到载药纳米纤维素气凝胶。9、在一些实施方式中，所述农林秸秆为大豆秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆中一种或多种混合；10、在一些实施方式中，所述纤维粉末粒径为：40-100μm；11、在一些实施方式中，所述纳米纤维素溶液含量为1.0％-3.0％。12、在一些实施方式中，所述ph响应聚合物为壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、海藻酸及其衍生物中的至少一种。13、在一些实施方式中，所述药物模型为5-氟尿嘧啶、盐酸四环素、姜黄素、阿莫西林和多西紫杉醇中的至少一种。14、在一些实施方式中，所述ph响应聚合物和药物模型的质量比为3:1-1:1；15、在一些实施方式中，所述ph响应聚合物和药物模型在溶液中百分比为5％-10％。16、在一些实施方式中，所述3d打印的条件为：打印机的挤出头直径为300-500μm，挤出头移动速度为1-15mm/s，材料挤出速度为1～5ml/h，挤出温度为20-50℃。17、在一些实施方式中，所述溶剂置换采用的溶剂为乙醇、丙酮、丙三醇中一种，置换时间为5-12h，超低温冷冻温度为：-40～-80℃，冷冻时间为3～10h。18、在一些实施方式中，所述的冷冻干燥的温度为-50～-80℃，冷冻干燥的时间为24～72h。19、本发明的第二个方面，提供了上述的方法制备的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体。20、本发明的第三个方面，提供了上述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体在医药领域中的应用。21、本发明的有益效果22、(1)本发明采用农林秸秆通过研磨均质制备纳米纤维素，通过混合ph响应聚合物和药物模型作为载药材料。该气凝胶药物载体所用材料均为绿色无毒、良好的生物相容性、易生物降解，对人体没有危害。23、(2)本发明不需要使用交联剂、引发剂等药品，本发明的原料安全性好，通过3d打印技术使药物模型与载体充分混合均匀，使药物模型沉积在水凝胶的网络中，可以打印出规则的几何形状，实现药物的可控释放，为其在生物医药领域应用奠定基础。24、(3)本发明所得负载药物模型后的气凝胶材料在不同ph下有不同的缓释行为，表现出一定的ph响应性能。通过纳米纤维素、ph响应聚合物以及药物模型的比例，3d打印的工艺条件、冷冻干燥的条件等赋予纤维素基气凝胶对药物模型的高效负载和可调的缓释速度。25、(4)与气凝胶吸附或涂覆载药方法相比，本发明载药方法可以减少载体吸附药物的时间，同时保证药物在载体内部的均匀性，其药物负载量高于同种材料的药物吸附或涂覆量，可以节省后期药物成型的步骤，节省生产成本，制备方法简单、实用性强，易于推广。技术特征：1.一种可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，包括：2.如权利要求1所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，所述农林秸秆为大豆秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆中一种或多种混合；3.如权利要求1所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，所述ph响应聚合物为壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、海藻酸及其衍生物中的至少一种。4.如权利要求1所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，所述药物模型为5-氟尿嘧啶、盐酸四环素、姜黄素、阿莫西林和多西紫杉醇中的至少一种。5.如权利要求1所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，所述ph响应聚合物和药物模型的质量比为3:1-1:1；6.如权利要求1所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，所述3d打印的条件为：打印机的挤出头直径为300-500μm，挤出头移动速度为1-15mm/s，材料挤出速度为1～5ml/h，挤出温度为20-50℃。7.如权利要求1所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，所述溶剂置换采用的溶剂为乙醇、丙酮、丙三醇中一种，置换时间为5-12h，超低温冷冻温度为：-40～-80℃，冷冻时间为3～10h。8.如权利要求1所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法，其特征在于，所述的冷冻干燥的温度为-50～-80℃，冷冻干燥的时间为24～72h。9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体。10.权利要求9所述的可用3d打印的纳米纤维素气凝胶药物载体在医药领域中的应用。技术总结本发明属于药物缓释及纤维素气凝胶材料技术领域，公开了一种可用3D打印的纳米纤维素气凝胶药物载体制备方法。以农林秸秆为原料在研磨机中研磨得到纤维粉末，采用纳米均质机处理制备纳米纤维素溶液。将pH响应聚合物、药物模型和纳米纤维素溶液均匀混合得到3D打印油墨，采用3D打印技术得到成型凝胶，然后进行溶剂置换，冷冻干燥制备载药纳米纤维素气凝胶。本发明制备的纳米纤维素气凝胶形状规则且具有pH响应性能，对药物模型具有较高的吸附量，对药物具有一定的控释行为。本发明可用于药物的缓释研究，对于临床给药具有很好的应用价值。技术研发人员：刘忠明,孔凡功,王守娟,李阳受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/8/15