專利名稱：一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合物，尤其是一種殼層為生物相容性好的水凝膠的 核殼復(fù)合材料微球及其制備方法。
背景技術(shù)：
水凝膠是一種能夠在水中溶脹，吸收并保持大量水分而又不溶解于水的親水性的 網(wǎng)狀高分子溶脹體，表面光滑，生物相容性好，在生物和醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域得到了廣泛的研究和 應(yīng)用。水凝膠表面與周圍水溶液之間的表面張力低，可以減少對(duì)體液中蛋白質(zhì)的吸附作用， 所以，水凝膠作為醫(yī)療器材具有很好的生物相容性。另外，水凝膠具有良好的水蒸氣透過 率和合適的氣體透過率，而且，水凝膠不會(huì)與傷口粘連，敷貼及取出極為方便。目前，用于 合成水凝膠的高分子材料主要有丙烯酰胺、丙烯酸、聚乙烯醇、甲基丙烯酸羥乙酯、聚氧乙 烯、聚丙烯酸等。Nicholas 等(Nicholas A P印pas，Shelia L W right. Drug diffusion and binding in ionizabIeinterpenetrating network s from poly (vinyl alcohol) and poly (acrylic acid). European Journal ofPharmaceutics and Biopharmaceutics, 1998 ；46 15)將聚乙烯醇(PVA)水溶液同預(yù)復(fù)合組分的單體溶液混合，引發(fā)單體聚合后制 備得到的PVA/PAA互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合水凝膠，具有強(qiáng)度高、親水性好、抗凝血、易成型及對(duì) 藥物的控釋性，是一種性能良好的藥物緩釋載體材料。Yoshii等(F Yoshii. Electron beam crosslinked PEO and PE0/PVA hydrogels for wound dressing. RadiationPhysics and Chemistry, 1999, 55 (2) 133)用聚氧化乙烯(PEO)和PVA經(jīng)過電子束交聯(lián)制得了一種水凝 膠燒傷敷料，通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種敷料不僅可以加快傷口愈合速度，而且容易更換，創(chuàng)面 沒有任何敷料屑?xì)埩簟５撬z的主要缺點(diǎn)是力學(xué)性能太差，一般只能和其他材料配合使用，或者通 過化學(xué)改性來提高力學(xué)性能。殼核結(jié)構(gòu)的凝膠是在乳膠粒子核外面包裹了凝膠層而構(gòu)成 的。它可以同時(shí)具有核和殼層的性質(zhì)，因此通過在內(nèi)核引入具有較高力學(xué)強(qiáng)度的高分子材 料可以有效的提高凝膠的力學(xué)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是以力學(xué)強(qiáng)度較好的高分子微球?yàn)楹?，生物相容性好的水凝膠 為殼，以乳液聚合的方法合成一種核殼結(jié)構(gòu)凝膠微球。本發(fā)明所述核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球由內(nèi)核聚合物和殼層水凝膠組成，按質(zhì)量百分 比，內(nèi)核聚合物為50 % 90 %、殼層水凝膠為10 % 50 %。所述內(nèi)核聚合物由不溶于水的苯乙烯內(nèi)核單體聚合而成。所述殼層聚合物由生物相容性好的水溶性單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合 而成。本發(fā)明所述核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法包括以下步驟
1)將反應(yīng)容器密封，抽真空，通氮?dú)庵脫Q后，將可交聯(lián)的水溶性表面活性劑溶于水 中，制成溶液A，再加入反應(yīng)器中；2)將油溶性引發(fā)劑溶于內(nèi)核單體中，配制成溶液B ；3)將溶液B加入反應(yīng)器中，攪拌后升溫繼續(xù)反應(yīng)；4)將殼層單體和交聯(lián)劑溶于水中，配制成溶液C ；

5)將溶液C加入步驟3)的反應(yīng)體系中反應(yīng)，然后抽濾，水洗，得到核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝 膠微球。在步驟1)中，所述可交聯(lián)的水溶性表面活性劑溶液A的濃度可為5 15mg/ml。所述可交聯(lián)的水溶性表面活性劑可選自馬來酸長(zhǎng)鏈脂肪醇聚乙二醇雙酯等，所述 馬來酸長(zhǎng)鏈脂肪醇聚乙二醇雙酯可選自馬來酸18醇聚乙二醇400雙酯、馬來酸18醇聚乙 二醇600雙酯、馬來酸18醇聚乙二醇1000雙酯等中的至少一種(制備方法可參見中國(guó)專 利Cm01698692A —種腰部交聯(lián)雙親性納米膠束及其制備方法)。

在步驟2)中，所述內(nèi)核單體相對(duì)于溶液A的濃度可為0.02 0.06g/ml ；所述油 溶性引發(fā)劑相對(duì)于內(nèi)核單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為0. 3 % 1 % ；所述油溶性引發(fā)劑可選自過氧化 苯甲?；蚺嫉惗‰娴取Ｔ诓襟E3)中，所述升溫的溫度可升至70 85°C，所述繼續(xù)反應(yīng)的時(shí)間可為0.5 2h。在步驟4)中，所述殼層單體的濃度可為0.02 0.2g/ml ；所述交聯(lián)劑相對(duì)于殼層 單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可為0. 3% ；所述交聯(lián)劑可選自N，N-亞甲基雙丙烯酰胺等。在步驟5)中，所述反應(yīng)的時(shí)間可為23 25h ；所述水洗的次數(shù)可為3 5次。本發(fā)明采用改性的乳液聚合方法合成核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，其中核為力學(xué)強(qiáng)度較好 的聚苯乙烯高分子微球，殼為水凝膠形成的表層。從而在保留水凝膠很好的生物相容性同 時(shí)，提高了其力學(xué)強(qiáng)度。


圖1為制備的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的紅外譜圖。在圖1中，橫坐標(biāo)為紅外光的 波數(shù)Wave number (cm"1)，縱坐標(biāo)為紅外光的吸收率。圖2為實(shí)施例1制備的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的TEM圖。在圖2中，標(biāo)尺為50nm。圖3為實(shí)施例2制備的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的TEM圖。在圖3中，標(biāo)尺為50nm。圖4為實(shí)施例3制備的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的TEM圖。在圖4中，標(biāo)尺為lOOnm。圖5為實(shí)施例4制備的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的TEM圖。在圖5中，標(biāo)尺為50nm。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1步驟1、將反應(yīng)容器密封，抽真空，通氮?dú)庵脫Q后，取0. 75g的馬來酸18醇聚乙二醇 600雙酯溶于50ml水后，配制成溶液A，加入反應(yīng)器中。步驟2、將0. 027g的偶氮二異丁腈溶于2. 7g的苯乙烯中，配制成溶液B。步驟3、將溶液B加入反應(yīng)器中，攪拌Ih后，將反應(yīng)器升溫至80°C，繼續(xù)反應(yīng)1.5h。
步驟4、將0. 3g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及0. 003gN, N-亞甲基雙丙烯酰胺溶 于5ml水中，配制成溶液C。步驟5、將溶液C緩慢滴加到反應(yīng)體系中，24h后終止反應(yīng)。抽濾，水洗3次。得到 核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球。產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)紅外分析，結(jié)果如圖1，從圖1中可以看到，在3000CHT1左右有 明顯的吸收峰，它是苯環(huán)的一個(gè)典型的吸收峰，在指紋區(qū)757CHT1和698CHT1處兩個(gè)較強(qiáng)的吸 收峰是單取代苯的特征峰。在1700 ZOOOcnT1的鋸齒狀的倍頻吸收峰是進(jìn)一步確證單取 代苯的存在。ΙδΟΟοπΓ1左右的尖銳吸收峰是酰胺基的一個(gè)特征吸收峰，波數(shù)為1097CHT1附 近有磺酸基的特征吸收峰，這些都說明聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及聚苯乙烯雙層核殼 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的成功制備。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)經(jīng)JEM-2100高分辨透射電鏡分析，結(jié)果如圖2所示，內(nèi)核為聚苯乙烯 微球，外殼為聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水凝膠。實(shí)施例2
步驟1、將反應(yīng)容器密封，抽真空，通氮?dú)庵脫Q后，取0. 5g的馬來酸18醇聚乙二醇 600雙酯溶于50ml水中，配制成溶液A，加入反應(yīng)器中。步驟2、將0. OlSg的過氧化苯甲酰溶于3g的苯乙烯中，配制成溶液B。步驟3、將溶液B加入反應(yīng)器中，攪拌0. 5h后，將反應(yīng)器升溫至70°C，繼續(xù)反應(yīng)2h。步驟4、將lg2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及0. 03gN，N_亞甲基雙丙烯酰胺溶于5ml 水中，配制成溶液C。步驟5、0. 5h后將水溶液C緩慢滴加到反應(yīng)容器，25h后終止反應(yīng)。抽濾，水洗4 次。得到核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)經(jīng)JEM-2100高分辨透射電鏡分析，結(jié)果如圖3所示，內(nèi)核為聚苯乙烯 微球，外殼為聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水凝膠，且加入的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 增加，殼層的水凝膠厚度增大。實(shí)施例3步驟1、將反應(yīng)容器密封，抽真空，通氮?dú)庵脫Q后，取0. 25g的馬來酸18醇聚乙二醇 400雙酯溶于50ml水中，配制成溶液A，加入反應(yīng)器中。步驟2、將0. 003g的過氧化苯甲酰溶于Ig的苯乙烯中，配制成溶液B。步驟3、將溶液B加入反應(yīng)器中，攪拌1.5h后，將反應(yīng)器升溫至80°C，繼續(xù)反應(yīng)2h。步驟4、將lg2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及0. 02gN，N_亞甲基雙丙烯酰胺溶于5ml 水中，配制成溶液C。步驟5、將溶液C緩慢滴加到反應(yīng)容器，23h后終止反應(yīng)。抽濾，水洗5次。得到核 殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)經(jīng)JEM-2100高分辨透射電鏡分析，結(jié)果如圖4所示，內(nèi)核為聚苯乙烯 微球，外殼為聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水凝膠.實(shí)施例4步驟1、將反應(yīng)容器密封，抽真空，通氮?dú)庵脫Q后，取0. 5g的馬來酸18醇聚乙二醇 600雙酯溶于50ml水中，配制成溶液A，加入反應(yīng)器中。步驟2、將0. Olg的偶氮二異丁腈溶于Ig苯乙烯中，配制成溶液B。
步 驟3、將溶液B加入反應(yīng)器中，攪拌2h后，將反應(yīng)器升溫至85°C。繼續(xù)反應(yīng)0. 5h。步驟4、將0. Ig2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及0. 005gN, N-亞甲基雙丙烯酰胺溶 于5ml水中，配制成溶液C。步驟5、0. 5h后將水溶液C緩慢滴加到反應(yīng)容器，24h后終止反應(yīng)。抽濾，水洗4 次，得到核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)經(jīng)JEM-2100高分辨透射電鏡分析，結(jié)果如圖5所示，內(nèi)核為聚苯乙烯 微球，外殼為聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水凝膠。
權(quán)利要求
1.一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球，其特征在于由內(nèi)核聚合物和殼層水凝膠組成，按質(zhì)量 百分比，內(nèi)核聚合物為50% 90%、殼層水凝膠為10% 50%。
2.如權(quán)利要求為所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球，其特征在于所述內(nèi)核聚合物由不 溶于水的苯乙烯內(nèi)核單體聚合而成；所述殼層聚合物由生物相容性好的水溶性單體2-丙 烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合而成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于包括以下 步驟1)將反應(yīng)容器密封，抽真空，通氮?dú)庵脫Q后，將可交聯(lián)的水溶性表面活性劑溶于水中， 制成溶液A，再加入反應(yīng)器中；2)將油溶性引發(fā)劑溶于內(nèi)核單體中，配制成溶液B;3)將溶液B加入反應(yīng)器中，攪拌后升溫繼續(xù)反應(yīng)；4)將殼層單體和交聯(lián)劑溶于水中，配制成溶液C;5)將溶液C加入步驟3)的反應(yīng)體系中反應(yīng)，然后抽濾，水洗，得到核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球。
4.如權(quán)利要求3所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于在步驟1) 中，所述可交聯(lián)的水溶性表面活性劑溶液A的濃度為5 15mg/ml。
5.如權(quán)利要求3所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于在步驟1) 中，所述可交聯(lián)的水溶性表面活性劑選自馬來酸長(zhǎng)鏈脂肪醇聚乙二醇雙酯。
6.如權(quán)利要求5所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于所述馬來 酸長(zhǎng)鏈脂肪醇聚乙二醇雙酯選自馬來酸18醇聚乙二醇400雙酯、馬來酸18醇聚乙二醇600 雙酯、馬來酸18醇聚乙二醇1000雙酯中的至少一種。
7.如權(quán)利要求3所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于在步驟2) 中，所述內(nèi)核單體相對(duì)于溶液A的濃度為0. 02 0. 06g/ml ；所述油溶性引發(fā)劑相對(duì)于內(nèi)核 單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 3% ；所述油溶性引發(fā)劑選自過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰妗?br> 8.如權(quán)利要求3所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于在步驟3) 中，所述升溫的溫度是升至70 85°C，所述繼續(xù)反應(yīng)的時(shí)間為0. 5 2h。
9.如權(quán)利要求3所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述殼層單體的濃度為0.02 0. 2g/ml ；所述交聯(lián)劑相對(duì)于殼層單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1% 3% ；所述交聯(lián)劑選自N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
10.如權(quán)利要求3所述的一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球的制備方法，其特征在于在步驟5)中，所述反應(yīng)的時(shí)間為23 25h；所述水洗的次數(shù)為3 5次。
全文摘要
一種核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球及其制備方法，涉及一種核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合物。復(fù)合凝膠微球由內(nèi)核聚合物和殼層水凝膠組成，內(nèi)核聚合物50％～90％、殼層水凝膠10％～50％。將反應(yīng)容器密封抽真空，通氮?dú)?，將可交?lián)的水溶性表面活性劑溶于水中，制成溶液A，再加入反應(yīng)器中；將油溶性引發(fā)劑溶于內(nèi)核單體中，配成溶液B；將溶液B加入反應(yīng)器中，攪拌后升溫繼續(xù)反應(yīng)；將殼層單體和交聯(lián)劑溶于水中，配制成溶液C；將溶液C加入反應(yīng)體系中反應(yīng)，抽濾水洗，得核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合凝膠微球。采用改性的乳液聚合方法合成核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，核為力學(xué)強(qiáng)度較好的聚苯乙烯高分子微球，殼為水凝膠形成的表層。在保留水凝膠很好的生物相容性同時(shí)，提高其力學(xué)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C08F112/08GK102051001SQ20101054289
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者戴李宗, 林文娟, 羅偉昂, 蔣妮娜, 蔣斌杰, 許一婷, 鄧胡軍 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)