CN103301469B - 一种表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将改性葡聚糖和交联剂混合均匀溶于水中，得到水相溶液；交联剂为聚甲基乙烯基醚共聚马来酸、聚-异丙基丙烯酰胺丙烯酸、聚丙烯酸之任一种；（2）在加热、搅拌条件下，将水相溶液按照体积比为1:2-1:10逐滴滴入到油相二甲基硅油中，反应12h～72h，静置，形成的微球沉淀到反应容器的底部，弃去上清液后，用正己烷清洗微球表面的二甲基硅油，将去除剩余油相的微球真空干燥，除掉表面的正己烷，得到表面光滑的葡聚糖凝胶微球。该工艺不采用高温高压装置、无需冷冻干燥，适合大规模生产，市场前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物微球的制备技术，特别涉及一种用反向悬浮聚合发法制备表面光滑葡聚糖凝胶微球的方法，所得微球可以用作细胞培养微载体及药物载体。
背景技术
葡聚糖是以葡萄糖为单糖的天然非动物源低聚糖，来源广泛，价格便宜，可以通过酶来降解，可以用作细胞培养的材料。按照其单糖的数目，可分为葡聚糖100K，葡聚糖40K，葡聚糖20K等。其难溶于水，不溶于乙醇、***等有机溶剂，本身虽然抗蛋白质吸附和细胞黏附，但结构中含有丰富的羟基官能团，因此易于化学修饰，现在已经广泛应用于二维或者多孔软组织支架、药物释放等领域。
制备微球的化学方法主要有：分散聚合法、种子聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法。分散聚合法锚定于粒子表面使聚合物稳定地分散在介质中，形成分散体系，微球粒径一般在0.5~20μm；种子聚合法是利用低皂或无皂乳液聚合或分散聚合等方法制成小粒径单分散的高聚物粒子，接着将这些小粒子作为种子，用单体、交联剂及惰性分子进行溶胀，使颗粒变大，然后再进行聚合；本发明采用反向悬浮聚合法，反相悬浮聚合工艺是现在普遍采用的制备凝胶微球的简易方法，是以水相为分散相，油相为连续相，制成油包水型(w／o型)的悬浮液，采用水溶***联剂进行反应的方法。可以将微球的粒径控制在微纳米尺度范围内，既不需要高温，引入高压装置，也不需要引起相分离的凝聚剂。
发明内容
本发明的目的在于为了提供一种表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法，工艺简单，周期短，没有任何环境污染，适用于大规模生产。
本发明的另一个目的在于提供一种表面光滑的葡聚糖凝胶微球，粒径均一，表面光滑，形貌结构统一。
本发明提供的技术方案如下：
一种表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法，包括以下步骤：
（1）改性葡聚糖的制备(参考文献：吴红,张镇西.PH敏感的GMA修饰葡聚糖水凝胶的制备与体外释药研究[j].第四军医大学学报,2005;26(21):1954-1956)：N2氛围下，葡聚糖和丁二酸酐溶于二甲亚砜（DMSO）中，在催化剂4-二甲氨基吡啶（DMAP）的催化作用下，室温反应48h，得到澄清液体，无水乙醇反复洗涤去除溶剂后，室温真空干燥，得到改性葡聚糖； 葡聚糖中吡喃型葡萄糖残基：酸酐=8:1（摩尔比）； 采用的溶剂是二甲亚砜（DMSO）；葡聚糖分子量为40K。
（2）水相溶液的制备：步骤（1）得到的改性的葡聚糖和交联剂按-OH：-COOH=1:1~20:1（摩尔比）混合均匀溶于水中，得到浓度为0.02g/ml-0.10g/ml水相溶液；该浓度是改性的葡聚糖和交联剂混合物在水溶液的浓度；
所用的交联剂为聚甲基乙烯基醚共聚马来酸（PVME-co-MA）、聚-异丙基丙烯酰胺丙烯酸（PNIPAM-co-AAC）、聚丙烯酸(PAA)之任一种有机酸；
（3）微球的形成：在加热、搅拌条件下，将步骤（2）得到的水相溶液逐滴滴入到油相中，反应12h～72h后，静置，形成的微球沉淀到反应容器的底部，弃去上清液后，用正己烷清洗微球表面的二甲基硅油，将去除剩余油相的微球真空干燥，除掉表面的正己烷，得到表面光滑的葡聚糖凝胶微球；
水相与油相的体积比为1:2-1:10；搅拌速率为600rpm-2000rpm；
油相采用二甲基硅油；油相温度控制在60℃-250℃，这是由于葡聚糖和酸进行酯化反应需要一定的温度；
由于在两相溶液中，水相的小液滴内发生酯化反应，而机械搅拌促使他们悬浮于油相中，随着水相的挥发，形成O/W相，逐步形成酸和葡聚糖酯化反应后的微球。
附图说明
图1是实施例1获得的葡聚糖凝胶微球的扫描电镜图；所得葡聚糖凝胶微球尺寸均一，表面光滑且形貌结构统一;
图2是实施例2获得的葡聚糖凝胶微球的扫描电镜图；
图3是本发明实施例4获得的葡聚糖凝胶微球的扫描电镜图：
图4是实施例6获得的葡聚糖凝胶微球溶胀后的光学显微镜图；
图5是实施例7获得的葡聚糖凝胶微球溶胀后的光学显微镜图；
图6是实施例8获得的葡聚糖凝胶微球溶胀后的光学显微镜图；
由以上图可见，本发明制备得到葡聚糖凝胶微球尺寸不随水相溶液浓度的影响，粒径均一，表面光滑形貌结构统一。
具体实施方式
以下实例所采用的原料来源说明：葡聚糖购自国药集团化学试剂有限公司；聚甲基乙烯基醚共聚马来酸（PVME-co-MA），聚丙烯酸购自阿拉丁；二甲基硅油，正己烷，无水乙醇，DMSO，DMAP，丁二酸酐均购自国药集团。
以下实施例在滴加水相进入油相时，采用“滴”为单位，此处，一滴约为0.3ml。
改性葡聚糖的制备：N2氛围下，4.00g葡聚糖（40K）和0.5g催化剂DMAP溶于20ml DMSO中，加入0.28g丁二酸酐混合搅拌，室温反应48h，得到澄清溶液加入无水乙醇反复洗涤多次后，室温真空干燥，得到改性葡聚糖。
实施例1
一种表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法，包括以下步骤：
1) 水相溶液的制备：称取0.5g改性葡聚糖溶于5ml去离子水中备用；称取0.5g PVME-co-MA，50℃下溶于5ml去离子水中，将之与改性葡聚糖溶液混合，得到总体积10ml的水相溶液（浓度0.1g/ml）。
2) 微球的形成：称量50ml二甲基硅油倒入100ml高型烧杯中，加热到80℃，在1135rpm的搅拌速度下，用滴管将水相溶液缓慢滴入二甲基硅油中，搅拌24h，静置12h，弃掉上清液，用正己烷清洗除去微球表面的油相，真空干燥，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例2
1) 与实施例1的不同之处在于制备水相溶液时的交联剂由PVME-co-MA改为PNIPAM-co-AAC。
实施例3
1) 与实施例1的不同之处在于制备水相溶液时的交联剂由PVME-co-MA改为聚丙烯酸。
实施例4
与实施例1不同之处在于改性葡聚糖用量为0.4gPVME-co-MA用量为0.36g。得到葡聚糖凝胶微球，粒径25±5μm。
实施例5
与实施例4不同之处在于 PVME-co-MA用量为0.035g，得到葡聚糖凝胶微球，粒径25±5μm。
实施例6
与实施例4不同之处在于PVME-co-MA用量为0.017g，得到葡聚糖凝胶微球，粒径25±5μm。
实施例7
与实施例1不同之处在于改性葡聚糖用量为0.1g、称取PVME-co-MA用量为0.1g（浓度0.02g/ml）。得到葡聚糖凝胶微球，粒径大小在25μm±5μm。
实施例8
与实施例7不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml）。得到葡聚糖凝胶微球，粒径大小在25μm±5μm。
实施例9
与实施例7不同之处在于改性葡聚糖用量为0.576g、称取PVME-co-MA用量为0.424g。得到葡聚糖凝胶微球，粒径大小在25μm±5μm。
实施例10
与实施例1不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），油相为20ml硅油，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例11
与实施例10不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），油相为50ml硅油，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例12
与实施例10不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），油相为100ml硅油，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例13
与实施例1不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），搅拌时间为12h，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例14
与实施例13不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），搅拌时间为24h，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例15
与实施例13不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），搅拌时间为72h，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例16
与实施例1不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），转速为600rpm，得到葡聚糖凝胶微球，粒径大小在45μm±5μm。
实施例17
与实施例16不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），转速为1135rpm，得到葡聚糖凝胶微球，粒径大小在25μm±5μm。
实施例18
与实施例16不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），转速为2000rpm，得到葡聚糖凝胶微球，粒径大小在15μm±5μm。
实施例19
与实施例1不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），温度为60℃，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例20
与实施例19不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），温度为150℃，得到葡聚糖凝胶微球。
实施例21
与实施例19不同之处在于改性葡聚糖用量为0.346g、称取PVME-co-MA用量为0.3g（浓度0.646g/ml），温度为250℃，得到葡聚糖凝胶微球。
Claims (3)
1.一种表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）水相溶液的制备：将改性葡聚糖和交联剂混合均匀溶于水中，得到水相溶液；所用的交联剂为聚甲基乙烯基醚共聚马来酸、聚-异丙基丙烯酰胺丙烯酸、聚丙烯酸之任一种；
（2）微球的形成：在加热、搅拌条件下，将步骤（1）得到的水相溶液逐滴滴入到油相二甲基硅油中，反应，静置，形成的微球沉淀到反应容器的底部，弃去上清液后，用正己烷清洗微球表面的二甲基硅油，将去除剩余油相的微球真空干燥，除掉表面的正己烷，得到表面光滑的葡聚糖凝胶微球。
2.根据权利要求1所述的表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法，其特征在于步骤（1）中改性葡聚糖和交联剂按-OH：-COOH=1:1~20:1的摩尔比混合；水相溶液的浓度为0.02g/ml-0.10g/ml。
3.根据权利要求1所述的表面光滑的葡聚糖凝胶微球的制备方法，其特征在于步骤（2）中油相温度控制在60℃-250℃，将水相加入油相后反应12h～72h；水相与油相的体积比为1:2-1:10；搅拌速率为600rpm-2000rpm。
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