本发明涉及药物载体，具体涉及一种木质素纳米管时序控释载药体系及其制备方法。
背景技术：
1、木质素是自然界唯一的可再生天然芳香高分子，其来源广泛，在各类农林生物质资源中占有15-30％的比例之多。工业木质素主要由制浆造纸和生物炼制行业产生副产品，年产量达到5-7千万吨，仅有不足5％在农药、石油开采、沥青助剂方面得到有效利用，大量的木质素被燃烧作为低值热源，亟待解决资源利用的问题。木质素大分子由愈创木基、紫丁香基和对羟基苯丙烷基三中主要结构单元通过醚键和c-c键连接成，这样的多酚结构赋予其紫外吸收及自发荧光、抗氧化及阻燃等特性。木质素的特有诸多性质在人类身体健康方面也有潜在益处，如：键合胆酸钠盐、抗肿瘤、抗病毒、免疫增强活性、抗菌、抗寄生虫。木质素是自由捕获剂，因此能抑制由活性氧引发的各种反应，因而在医药、化妆品、食品加工等行业有广阔的应用前景。作为膳食纤维中的主要成份，木质素可通过抑制产生超氧阴离子自由基的酶的活性而阻止癌细胞生长。有研究报道以泡沫铝为模板，制备得到管径为172-200nm,长度为10.8-18.6nm的木质素纳米管，细胞毒性和血液毒性极低，远低于单壁碳纳米管，能吸附dna，可穿透细胞核，实现dna直接输运进入细胞核，而作为基因转运载体。
2、目前用于药物控释的纳米载体的载药缓释的实现途径主要包括：通过多孔结构载体实现装载分子的缓慢释放，如pcl/peg复合材料通过水溶性组分的溶解形成微孔；在埃洛施纳米管外表面生长改性mof材料的多级孔载体；batio3纳米管装载药物通过超声震荡和微波辐照控释，同时batio3作为一种杀菌剂，杀菌作用通过超声震荡和微波辐照产生热电-压电场增强电子-空穴对分离催化产生活性氧实现；改性或功能化实现光、热、电、磁等多功能碳纳米管(cnt)已经在癌症诊疗等生物医用领域得到应用，主要由肿瘤微环境响应释放药物，但是cnt的生物安全性也受到了较多质疑。但将木质素纳米管作为纳米载体用于载药缓释的报道非常少，而研究如何实现木质素纳米管时序载药控释是非常有意义的。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种木质素纳米管时序控释载药体系及其制备方法，本发明制得的木质素纳米管时序控释载药体系能够有效负载药物，并且可按时序载药和控释。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)对木质素纳米管进行改性，制得改性木质素纳米管；
4、(2)将改性木质素纳米管分散到溶剂中形成改性木质素纳米管分散液；
5、(3)将no供体分子分散到分散剂中形成no供体分子分散液，并将其涂布于接收筒上，将改性木质素纳米管分散液通过静电纺丝工艺与接收筒上的no供体分子接触，形成封端改性木质素纳米管；
6、(4)对封端改性木质素纳米管进行载药，制得木质素纳米管时序控释载药体系。
7、本发明的有益效果为：木质素纳米管，其生物形容性好，且具有良好的生物可降解性，将其用于制备载药体系，其安全性好。本发明中对木质素纳米管进行改性，其改性可根据要所负载的药物的特性来进行，如进行亲/疏水改性，当对木质素纳米管进行疏水改性后可载脂溶性药物，当对木质素纳米管进行亲水改性后可载水溶性药物。虽然木质素纳米管具有较大的比表面积，可以负载一定量的药物，但是木质素纳米管为管状结构，即两端开口，这对载药量存在一定的影响，因此，在载药之前可将木质素纳米管的一端进行封口，以提高木质素纳米管的载药量。本发明中将改性木质素纳米管分散液在静电纺丝过程中接触到位于接收筒上的no供体分子，静电纺丝起到分散木质素纳米管和调控管口落在接收筒上的作用，进而将木质素一端的管口接触no供体分子，no供体分子形成的复合膜与木质素分子间由于氢键、极性共价键间偶极作用达到对木质素纳米管封端效果。此外，no供体分子还可阻止细菌感染，促进内皮细胞迁移与增殖，进一步提升载药体系的生物相容性。
8、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
9、进一步，步骤(1)中木质素纳米管通过以下方法制得：
10、将木质素加入水中，然后再加入助溶剂，最后加入电解质，混匀，透析，制得木质素纳米管；或
11、将助溶剂与水混合形成助溶剂水溶液，然后加入木质素，最后加入电解质，混匀，透析，制得木质素纳米管；
12、其中，电解质为氯化钠、氯化钙、碳酸钾、溴化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化铜、硫酸铜、氯化亚铁、氯化铁、硫酸钴和硫酸镍中的任意一种；
13、当电解质为氯化钠、氯化钙、碳酸钾、溴化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化铜和氯化亚铁时，电解质在反应体系中的浓度为0.01-1mol/l；当电解质为氯化铁时，电解质在反应体系中的浓度大于等于0.01mol/l，且小于0.05mol/l；
14、助溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、四氢呋喃、二氧六环或n,n-二甲基甲酰胺。
15、进一步，木质素在助溶剂水溶液中的质量浓度为1-20％。
16、进一步地，加入助溶剂后使得助溶剂在反应体系中所占的体积浓度为10-90％。
17、进一步地，透析温度为20-60℃，透析时间为2-4天。
18、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过分子组装途径由天然木质素制备得到管径在300-800nm，长度为几十微米的纳米管，其具有很好的载药功能。此外，木质素纳米管含有自发荧光基团，还可对木质素纳米管上的活性基团进行荧光标记以增强其荧光功能和持久示踪，进而作为生物相容性和生物降解的可示踪时序控释药物载体。
19、进一步，步骤(1)中对木质素纳米管进行改性的具体过程为：
20、将木质素纳米管分散到水中，形成木质素纳米管水溶液，然后加入三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯偶联剂，于165-175℃反应5-7h，然后静置、过滤、干燥，制得。
21、采用上述进一步技术方案的有益效果为：将偶联剂三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯加入木质素纳米管水溶液中，三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯中的磷酸酯基团与木质素纳米管表面的羟基发生反应，形成共价键，将偶联剂牢固地连接到木质素纳米管表面，通过静置使得反应物充分沉淀并将其分离出来，得到改性的木质素纳米管。木质素纳米管通过该改性方式，可提高木质素纳米管的疏水性。
22、进一步，木质素纳米管、水和三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯偶联剂的质量比为100-120：1000-2000：1-3；优选木质素纳米管、水和三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯偶联剂的质量比为10：100：0.2。
23、进一步，步骤(1)中对木质素纳米管进行改性的具体过程为：
24、①将木质素纳米管、苯酚、alcl3·6h2o和水混匀，然后在130-150℃反应1.5-2.5h，将反应产物用碱溶液溶解，再滴加盐酸使固体析出，最后抽滤，洗涤，制得酚化木质素纳米管；
25、②将酚化木质素纳米管和水混合，接着加入氢氧化钠调节ph值为10-12，然后升温至40-50℃，再加入亚硫酸钠和甲醛水溶液，最后升温至110-130℃，加压至0.2-0.5mpa，反应2-4h，制得。
26、采用上述进一步技术方案的有益效果为：在alcl3·6h2o催化下，苯酚更容易攻击木质素纳米管脂肪链α碳，引入更多酚羟基，为进一步磺化提供更多的酚羟基邻位碳，从而进行磺化反应。木质素纳米管经过酚化和磺化改性后，有利于提高其亲水性能。
27、进一步，步骤①中木质素纳米管、苯酚、alcl3·6h2o和水的质量体积比为1-3g：8-12g：0.5-1.5g：1-2ml。
28、进一步，步骤①中碱溶液为0.3-0.6mol/l的naoh溶液，盐酸的浓度为1-3mol/l。
29、进一步，步骤②中酚化木质素纳米管、水、亚硫酸钠和甲醛水溶液的重量比为1-3：0.2-0.5：0.5-1：0.2-0.5；甲醛水溶液的浓度为35-40％。
30、进一步，步骤(2)中的溶剂为四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇或乙二醇和水的混合溶液，混合溶液中四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇和乙二醇的体积浓度均为20-80％；改性木质素纳米管分散液的浓度为10-30wt％。
31、进一步，步骤(3)中no供体分子分散液的浓度为1-5wt％，no供体分子为s-亚硝基-n-乙酰-d-青霉胺，分散剂为聚乙烯醇溶液、聚氨酯溶液或聚二甲基硅氧烷。
32、进一步，步骤(3)中静电纺丝条件为：电压15-30kv，注射速度5-15ml/h，收丝筒转速800-1200rpm；优选电压20-25kv，注射速度6-12ml/h，收丝筒转速1000-1200rpm。
33、进一步地，步骤(4)具体过程为：将封端改性木质素纳米管和药物加入溶剂中，搅拌混匀，然后再经过透析纯化，离心沉淀，真空干燥，制得木质素纳米管时序控释载药体系。
34、进一步地，将封端改性木质素纳米管和药物加入溶剂中后，封端改性木质素纳米管的浓度为0.5-2mg/ml，药物的浓度为0.5-2mg/ml。
35、上述方案中所用的溶剂为同时溶解封端改性木质素纳米管和药物的溶剂，可为有机溶剂，也可以是有机溶剂和水的混合溶液。
36、进一步地，步骤(4)向溶剂中还加入四氧化三铁纳米粒水溶液，使得四氧化三铁纳米粒的浓度为0.5-1.5wt％。
37、采用上述进一步技术方案的有益效果为：在体系中引入生物相容的fe3o4纳米粒子，其和改性木质素纳米管络合，实现磁场诱导的可控递送药物。
38、进一步地，步骤(4)中的药物为亲水性药物或疏水性药物，如抗肿瘤药物(阿霉素、紫衫醇、喜树碱、卡培他滨等)、减肥药(司美格鲁肽)等。
39、本发明具有以下有益效果：
40、本发明对木质素纳米管进行疏水或亲水改性，可提供木质素纳米管的亲/疏水性，进而有效提高对药物的负载量，将改性的木质素纳米管制成分散液，通过静电纺丝方式将改性的木质素纳米管与涂布在接收筒上的no供体分子接触，从而对木质素纳米管的一端进行封口，然后再进行载药，这样就更进一步提高对药物的负载量。此外，本发明还加入了fe3o4纳米粒子，能够实现磁场诱导的可控递送药物。
41、药物递送过程中体内活性氧自由基(ros)浓度高的炎症组织刺激响应木质素降解实现药物控释，药物的时序控释途径通过调控木质素纳米管的降解周期实现沿木质素纳米管的长度方向序列装载药物的顺序控释。
42、本发明中的药物装载也可以按照一般疾病治疗顺序，从封闭端到开口端依次装载药物，而释放过程为药物从开口端起依次释放。
1.一种木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤(1)中对木质素纳米管进行改性的具体过程为：
3.根据权利要求1所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤(1)中对木质素纳米管进行改性的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤①中木质素纳米管、苯酚、alcl3·6h2o和水的质量体积比为1-3g：8-12g：0.5-1.5g：1-2ml；步骤①中碱溶液为0.3-0.6mol/l的naoh溶液，盐酸的浓度为1-3mol/l；步骤②中酚化木质素纳米管、水、亚硫酸钠和甲醛水溶液的重量比为1-3：0.2-0.5：0.5-1：0.2-0.5；甲醛水溶液的浓度为35-40％。
5.根据权利要求1所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的溶剂为四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇或乙二醇和水的混合溶液，混合溶液中四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇和乙二醇的体积浓度均为20-80％；改性木质素纳米管分散液的浓度为10-30wt％。
6.根据权利要求1所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤(3)中no供体分子为s-亚硝基-n-乙酰-d-青霉胺，分散剂为聚乙烯醇溶液、聚氨酯溶液或聚二甲基硅氧烷；步骤(3)中静电纺丝条件为：电压15-30kv，注射速度5-15ml/h，收丝筒转速800-1200rpm。
7.根据权利要求1所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤(4)具体过程为：将封端改性木质素纳米管和药物加入溶剂中搅拌混匀，使得封端改性木质素纳米管的浓度为0.5-2mg/ml，药物的浓度为0.5-2mg/ml，然后再经过透析纯化，离心沉淀，真空干燥，制得木质素纳米管时序控释载药体系。
8.根据权利要求7所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的药物为亲水性药物或疏水性药物。
9.根据权利要求1所述的木质素纳米管时序控释载药体系的制备方法，其特征在于，步骤(4)向溶剂中还加入四氧化三铁纳米粒水溶液，使得四氧化三铁纳米粒的浓度为0.5-1.5wt％。
10.采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的木质素纳米管时序控释载药体系。
