一種基于聚酯納米粒子化學(xué)交聯(lián)的雜化水凝膠及其制備方法與應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聚酯納米粒子化學(xué)交聯(lián)的雜化水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。所述雜化水凝膠的制備方法包括如下步驟：1)納米粒子的氨解：利用分支狀聚乙烯亞胺對(duì)納米粒子進(jìn)行氨解；所述納米粒子為空心納米粒子或?qū)嵭募{米粒子；2)雜化水凝膠的制備：將經(jīng)步驟1)處理后的所述納米粒子與聚合物混合得混合液，所述混合液經(jīng)渦旋處理即得所述雜化水凝膠。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)納米粒子的尺寸和固含量，以及聚合物的濃度，使制備的水凝膠具有可調(diào)節(jié)的孔尺寸，機(jī)械性能和表面氨基殘留量。本發(fā)明水凝膠中，納米粒子為含酯鍵的可降解的高分子材料，聚合物為PEG分子，都具有良好的生物可降解性和生物相容性的特點(diǎn)。
【專利說明】
一種基于聚酯納米粒子化學(xué)交聯(lián)的雜化水凝膠及其制備方法與應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種雜化水凝膠及其制備方法與應(yīng)用，具體涉及一種基于聚酯納米粒子化學(xué)交聯(lián)的雜化水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]水凝膠具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、較好的生物相容性以及可調(diào)的機(jī)械性能等特性，可模擬天然組織，在組織工程領(lǐng)域存在潛在的應(yīng)用。組織再生過程中的生物活性高度的依賴于水凝膠的3D結(jié)構(gòu)，相互貫穿的多孔結(jié)構(gòu)有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)和迀移，以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸送和廢液的排出，同時(shí)，多孔結(jié)構(gòu)也可為細(xì)胞的生長(zhǎng)提供短暫的空間和支撐。表面特性，例如:粗糙度，形貌以及化學(xué)基團(tuán)等對(duì)細(xì)胞的粘附存在顯著的影響。因此，為滿足組織生長(zhǎng)的需求，需設(shè)計(jì)一種水凝膠具有可控的孔尺寸，可調(diào)的表面特性以及較好的機(jī)械性能。
[0003]天然和合成的聚酯類材料的可降解性，生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，常用作組織工程材料。但是，聚酯類材料具有較少的活性基團(tuán)難以滿足化學(xué)交聯(lián)形成凝膠的條件，因此，需要對(duì)聚酯類材料進(jìn)行表面改性，賦予較多的活性基團(tuán)。此外，活性基團(tuán)需具備足夠的鏈長(zhǎng)，連接鄰近的納米粒子形成凝膠。因此，需解決活性基團(tuán)的數(shù)量以及鏈長(zhǎng)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于聚酯納米粒子化學(xué)交聯(lián)的雜化水凝膠及其制備方法，本發(fā)明采用氨基處理的方式對(duì)納米粒子進(jìn)行處理，具有如下效果:增加納米粒子的水分散性，賦予納米粒子較多的活性基團(tuán)，可使納米粒子作為化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)以及納米粒子表面較長(zhǎng)的活性基團(tuán)鏈可連接鄰近的納米粒子形成水凝膠;本發(fā)明通過調(diào)節(jié)納米粒子的固含量和尺寸以及聚合物的濃度，實(shí)現(xiàn)對(duì)凝膠的孔尺寸、機(jī)械強(qiáng)度以及氨基殘留量的調(diào)節(jié)。本發(fā)明水凝膠的納米粒子的殼層或核內(nèi)載藥可降低藥物的暴釋，延長(zhǎng)藥物的釋放時(shí)間。
[0005]本發(fā)明所提供的雜化水凝膠的制備方法，包括如下步驟:
[0006]I)納米粒子的氨解
[0007]利用分支狀聚乙烯亞胺對(duì)納米粒子進(jìn)行氨解；
[0008]所述納米粒子為空心納米粒子或?qū)嵭募{米粒子；
[0009]2)雜化水凝膠的制備
[0010]將經(jīng)步驟I)處理后的所述納米粒子與聚合物混合得混合液，所述混合液經(jīng)渦旋處理即得所述雜化水凝膠。
[0011]上述的制備方法中，所述分支狀聚乙烯亞胺的支化率的大小對(duì)氨解效果沒有實(shí)質(zhì)性影響，都能夠達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，可根據(jù)具體需要進(jìn)行選擇。
[0012]上述的制備方法中，所述納米粒子的粒徑可為50nm?lOOOnm，具體可為300nm?I OOOnm、530nm ?I OOOnm、300nm ?530nm、300nm、530nm 或 I OOOnm ；
[0013]所述納米粒子為由含酯鍵的生物可降解高分子材料通過常規(guī)的方法制備得到；
[0014]所述含酯鍵的生物可降解高分子材料選自聚羥基脂肪酸酯、纖維素、聚氨基酸、淀粉、甲殼質(zhì)、膠原、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸(PLA)、丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)、丙交酯-己內(nèi)酯共聚物(PLC)、乙交酯-己內(nèi)酯共聚物(PGC)、乙交酯-丙交酯-己內(nèi)酯共聚物(PGLC)、乙交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PGA)、丙交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PLA)、己交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PCL)、丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PLGA )、丙交酯-己內(nèi)酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PLC)和乙交酯-己內(nèi)酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PGC)中至少一種；
[0015]所述含酯鍵的生物可降解高分子材料的分子量可為5，000?200，000，其中聚乙二醇醚嵌段的分子量為200?20，000。
[0016]上述的制備方法中，步驟I)中，所述氨解按照如下步驟進(jìn)行:
[0017]將所述納米粒子分散于所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液中得到懸浮液，對(duì)所述懸浮液進(jìn)行處理，即實(shí)現(xiàn)對(duì)所述納米粒子的氨解。
[0018]上述的制備方法中，所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液采用乙醇/水配制得到；
[0019]所述乙醇/水為乙醇與水的混合溶劑；
[0020]所述乙醇與所述水的體積比為1:1?5;
[0021]所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液中，所述分支狀聚乙烯亞胺的摩爾濃度可為10?50mM，具體可為50mM;
[0022]對(duì)所述懸浮液進(jìn)行超聲處理；
[0023]所述超聲處理的功率為20?100W，具體可為100W;
[0024]所述超聲處理的時(shí)間為10?120min，具體可為30?60min、30mn、40minS60min，以增大表面電勢(shì)；
[0025 ]所述懸浮液中，所述納米粒子的質(zhì)量-體積濃度為2?5mg/ mL，具體可為5mg/ mL。
[0026]上述的制備方法中，所述聚合物選自α，ω-二醛基聚乙二醇(CH0-PEG-CH0)、a, ω-二琥珀酸酯聚乙二醇(SC-PEG-SC)、α，ω -二琥珀酸亞胺酯聚乙二醇(SCM-PEG-SCM)、三臂星型聚乙二醇醛基(3-arm-PEG-CH0)、三臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(3-arm-PEG-SC)、三臂星型聚乙二醇琥珀酸亞胺酯(3-arm-PEG-SCM)、四臂星型聚乙二醇醛基(4-arm-PEG-CHO)、四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC)、四臂星型聚乙二醇琥珀酸亞胺酯(4-arm-PEG-SCM)、六臂星型聚乙二醇醛基(6-arm-PEG-CH0)、六臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(6-arm-PEG-SC)和六臂星型聚乙二醇琥珀酸亞胺酯(6-arm-PEG-SCM)中至少一種。
[0027]所述聚合物的分子量可為10，000?20，000，如10，000。
[0028]上述的制備方法中，步驟2)中，將所述納米粒子和所述聚合物于水中進(jìn)行混合，具體可將所述納米粒子的水溶液與所述聚合物的水溶液進(jìn)行混合，所述納米粒子的水溶液與所述聚合物的水溶液的體積比可為I: I;
[0029]所述混合液中，所述納米粒子的固含量可為2.5%?15 %，具體可為2.5%?10 %、
2.5%?7.5%、7.5%?10%、2.5%、7.5%或10%，所述聚合物的質(zhì)量百分比濃度可為2.5%?5%，具體可為2.5%或5% ；
[0030]所述化學(xué)交聯(lián)可在渦旋的條件下進(jìn)行。
[0031]通過調(diào)節(jié)所述聚合物的濃度以及所述納米粒子的固含量能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所述雜化水凝膠的孔尺寸的調(diào)節(jié)，根據(jù)如下規(guī)律進(jìn)行調(diào)整:所述雜化水凝膠的孔尺寸隨著所述聚合物的濃度和/或所述納米粒子的固含量的增加而縮小，如300nm納米粒子化學(xué)交聯(lián)形成的雜化水凝膠，當(dāng)所述聚合物的濃度由2.5%增加至5%、所述納米粒子的固含量由2.5%增加至7.5%時(shí)，所述雜化水凝膠的孔尺寸由20?40μηι減小到10?20μηι;如530nm納米粒子化學(xué)交聯(lián)形成的雜化水凝膠，當(dāng)所述聚合物的濃度由2.5%增加至5%、所述納米粒子的固含量由7.5 %增加至1 %時(shí)，所述雜化水凝膠的孔尺寸由100?200μπι減小到80?I OOym。
[0032]本發(fā)明上述方法制備得到的雜化水凝膠也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]本發(fā)明所制備的雜化水凝膠具有可調(diào)的機(jī)械性能，因此在組織工程的應(yīng)用中可為細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)提供環(huán)境和機(jī)械支撐，可作為藥物輸送的載體，可模擬天然的組織，因此在組織工程方面具有潛在的應(yīng)用。
[0034]本發(fā)明雜化水凝膠也可用于制備藥物載體，將藥物包載于所述納米粒子的殼層或核內(nèi)，因?yàn)楸景l(fā)明是以納米粒子作為交聯(lián)點(diǎn)，化學(xué)交聯(lián)聚合物而形成的雜化水凝膠，相對(duì)于納米粒子通過擴(kuò)散以及表面的降解實(shí)現(xiàn)藥物的釋放，本發(fā)明雜化水凝膠首先需要通過化學(xué)鍵的斷裂，才能實(shí)現(xiàn)藥物的釋放嗎，所以利用本發(fā)明雜化水凝膠制備的藥物載體能夠作降低納米粒子早期通過表面擴(kuò)散導(dǎo)致的暴釋行為，同時(shí)延長(zhǎng)藥物的釋放時(shí)間。
[0035]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0036]I)本發(fā)明采用氨解的處理方法，處理后的納米粒子具有良好的水分散性。
[0037]2)本發(fā)明氨解處理納米粒子后，賦予納米粒子表面較多的氨基基團(tuán)以及較長(zhǎng)的活性末端鏈，為納米粒子作為交聯(lián)點(diǎn)化學(xué)交聯(lián)聚合物形成凝膠提供必要的條件。
[0038]3)本發(fā)明通過調(diào)節(jié)納米粒子的尺寸和固含量，以及聚合物的濃度，使制備的水凝膠具有可調(diào)節(jié)的孔尺寸，機(jī)械性能和表面氨基殘留量。
[0039]4)本發(fā)明制備得到的水凝膠中，納米粒子為含酯鍵的可降解的高分子材料，聚合物為PEG分子，都具有良好的生物可降解性和生物相容性的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0040]圖1為實(shí)施例1中納米粒子氨解處理表面電勢(shì)隨處理時(shí)間變化的圖片。
[0041]圖2為實(shí)施例1中氨解處理60min得到的納米粒子的掃描電鏡的照片(左圖為處理前納米粒子的形貌，右圖為處理后的納米粒子形貌)。
[0042]圖3為實(shí)施例1中氨解處理30min得到的納米粒子的掃描電鏡的照片(左圖為處理前納米粒子的形貌，右圖為處理后的納米粒子形貌)。
[0043]圖4為實(shí)施例1中氨解處理40min得到的納米粒子的掃描電鏡的照片(左圖為處理前納米粒子的形貌，右圖為處理后的納米粒子形貌)。
[0044]圖5為實(shí)施例1中納米粒子氨解處理前后水溶液中靜置24h后分散效果(左圖為處理前納米粒子的水分散性，右圖為處理后(60min)納米粒子的水分散性)。
[0045]圖6為實(shí)施例2中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0046]圖7為實(shí)施例3中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0047]圖8為實(shí)施例4中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0048]圖9為實(shí)施例5中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0049]圖10為實(shí)施例6中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0050]圖11為實(shí)施例7中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0051]圖12為實(shí)施例8中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0052]圖13為實(shí)施例9中制得的雜化水凝膠的掃描電鏡的照片。
[0053 ]圖14為實(shí)施例2-5制得的雜化水凝膠的應(yīng)力應(yīng)變曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0055]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0056]下述實(shí)施例中的納米粒子分別通過如下方法制備的得到:
[0057 ] (I) 300nm的載藥PLGA納米粒子(空心)
[0058]將PLGA溶解于二氯甲烷中作為油相，異煙肼的去離子水溶液作為內(nèi)水相。首先，將內(nèi)水相與油相混合，用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲初乳化得到初級(jí)乳液。然后將初乳液倒入定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%PVA水溶液中，機(jī)械攪拌預(yù)乳化后倒入微流射裝置的儲(chǔ)存罐中，以20000psi壓力把預(yù)乳液反復(fù)壓過剪切納米通道，直至得到粒徑均一的復(fù)乳乳液。最后，將復(fù)乳乳液攪拌過夜，使溶劑完全揮發(fā)。將固化后的納米粒子通過llOOOr/min轉(zhuǎn)速離心收集，用蒸餾水洗滌3次，液氮冷凍后，采用凍干機(jī)冷凍干燥48h得到中空納米粒子。
[0059 ] ⑵530nm的載藥PLA納米粒子(空心)
[0060]將PLA溶解于二氯甲烷中作為油相，異煙肼的去離子水溶液作為內(nèi)水相。首先，將內(nèi)水相與油相混合，用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲初乳化得到初級(jí)乳液。然后，將初級(jí)乳液倒入定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%PVA水溶液中，機(jī)械攪拌預(yù)乳化后倒入快速膜乳化裝置的儲(chǔ)存罐中，以0.SMPa氮?dú)鈮毫Π杨A(yù)乳液反復(fù)壓過微孔膜，直至得到粒徑均一的復(fù)乳乳液。最后，將復(fù)乳液攪拌過夜，使溶劑完全揮發(fā)。將固化后的納米粒子通過llOOOr/min轉(zhuǎn)速離心收集，用蒸餾水洗滌3次，液氮冷凍后，采用凍干機(jī)冷凍干燥48h得到中空納米粒子。
[0061 ] (3)1000nm的載藥PEG-b-PLGA納米粒子(實(shí)心)
[0062]將PEG-b-PLGA溶解于二氯甲烷中作為油相，在油相中加入定量的紫杉醇，將油相倒入定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%PVA水溶液中，機(jī)械攪拌預(yù)乳化后倒入快速膜乳化裝置的儲(chǔ)存罐中，以0.1MPa氮?dú)鈮毫Π杨A(yù)乳液反復(fù)壓過微孔膜，直至得到粒徑均一的乳液。最后，將乳液攪拌過夜，使溶劑完全揮發(fā)。將固化后的納米粒子通過8000r/min轉(zhuǎn)速離心收集，用蒸餾水洗滌3次，液氮冷凍后，采用凍干機(jī)冷凍干燥48h得到實(shí)心納米粒子。
[0063]實(shí)施例1、不同處理時(shí)間納米粒子表面電勢(shì)的變化
[0064]按照如下步驟制備氨解處理的納米粒子:
[0065](I)將分支狀聚乙烯亞胺(b-PEI，分子量為1200)溶解于體積比為1:1的乙醇與水的混合溶劑中，配成濃度為20mM的b-PEI溶液；
[0066](2)將粒徑為300nm、530nm和100nm的PLGA(分子量為100,000)納米粒子分別分散到步驟(I)中制得的b-PEI溶液中，得到質(zhì)量濃度為5mg/mL的懸浮液；
[0067 ] (3)將步驟(2)制得的懸浮液在10W下超聲處理I Omin、20min、30min、40min、60min和80min后，將懸浮液在11000r/min速度離心8min收集產(chǎn)物。所得產(chǎn)物以水洗滌3次，冷凍干燥。
[0068](4)將步驟(3)制得的不同氨解處理時(shí)間的納米粒子配制成相同濃度的懸浮液，采用激光粒度儀(Nano ZS90;Malvern)測(cè)其表面電勢(shì)。
[0069]本實(shí)施例不同氨解處理時(shí)間得到的納米粒子表面的電勢(shì)圖片如圖1所示。
[0070]本實(shí)施例中氨解處理60min得到的納米粒子(粒徑為300nm)的掃描電鏡照片如圖2所示，可以看出納米粒子的粒徑為300nm。
[0071]本實(shí)施例中氨解處理30min得到的納米粒子(粒徑為530nm)的掃描電鏡照片如圖3所示，可以看出納米粒子的粒徑為5 30nm。
[0072]本實(shí)施例中氨解處理40min得到的納米粒子(粒徑為100nm)的掃描電鏡照片如圖4所示，可以看出納米粒子的粒徑為I OOOnm。
[0073]本實(shí)施例中納米粒子氨解處理前后水溶液中靜置24h后分散效果(左圖為處理前納米粒子的水分散性，右圖為處理后(60min)納米粒子的水分散性)。
[0074]圖2-圖4中，左圖為氨解處理前的納米粒子的形貌，右圖為氨解處理后的納米粒子的形貌。
[0075]由圖1-圖5考察氨解處理對(duì)納米粒子的形貌和表面電勢(shì)的變化，可以看出:
[0076]I)未經(jīng)氨解處理的納米粒子表面富含有羥基基團(tuán)而帶負(fù)電，氨解處理后，納米粒子表面接枝較多的氨基基團(tuán)，使納米粒子表面的電勢(shì)增加。
[0077]2)納米粒子表面的電勢(shì)隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)納米粒子表面的聚酯被降解成水溶性的小分子導(dǎo)致的。
[0078]3)在最大電勢(shì)時(shí)，納米粒子的形貌基本不發(fā)生變化。
[0079]實(shí)施例2、制備雜化水凝膠
[0080](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解60min得到的氨解納米粒子(粒徑為300nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為10k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為2.5%,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為2.5%。
[0081 ] (2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0082 ] (3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0083]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖6所示。
[0084]實(shí)施例3、制備雜化水凝膠
[0085](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解60min得到的納米粒子(粒徑為300nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為10k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為7.5%,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為2.5%。
[0086](2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0087](3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0088]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖7所示。
[0089]實(shí)施例4、制備雜化水凝膠
[0090](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解60min得到的納米粒子(粒徑為300nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為10k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為2.5%,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為5%。
[0091 ] (2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0092 ] (3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0093]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖8所示。
[0094]實(shí)施例5、制備雜化水凝膠
[0095](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解60min得到的納米粒子(粒徑為300nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為10k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為7.5%,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為5%。
[0096](2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0097](3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0098]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖9所示。
[0099]實(shí)施例6、制備雜化水凝膠
[0100](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解40min得到的納米粒子(粒徑為100nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為1k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為7.5%,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為2.5%。
[0101 ] (2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0102](3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0103]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖1O所示。
[0104]實(shí)施例7、制備雜化水凝膠
[0105](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解40min得到的納米粒子(粒徑為100nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為1k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為1 %，聚合物的質(zhì)量百分比濃度為2.5 %。
[0106](2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0107](3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0108]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖11所示。
[0109]實(shí)施例8、制備雜化水凝膠
[0110](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解40min得到的納米粒子(粒徑為100nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為1k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為7.5%,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為5%。
[0111](2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0112](3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0113]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖12所示。
[0114]實(shí)施例9、制備雜化水凝膠
[0115]按照如下步驟制備雜化水凝膠:
[0116](I)將實(shí)施例1中經(jīng)氨解40min得到納米粒子(粒徑為100nm)分散于去離子水中，加入等體積的四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯(4-arm-PEG-SC，分子量為1k)聚合物的水溶液，使納米粒子的固含量為10%，聚合物的質(zhì)量百分比濃度為5%。
[0117](2)將步驟(I)中制得混合液渦旋處理，得到水凝膠；
[0118](3)將步驟(2)制得的水凝膠，冷凍干燥，SEM分析。
[0119]本實(shí)施例制備的雜化水凝膠的掃描電鏡照片如圖13所示。
[0120]由圖6-圖13所示掃描電鏡照片考察本發(fā)明制備的雜化水凝膠的形貌以及孔尺寸變化，可以看出:
[0121]I)實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4和實(shí)施例5均為300nm納米粒子化學(xué)交聯(lián)形成的雜化水凝膠，隨聚合物濃度以及納米粒子含量的增加凝膠的孔尺寸是逐漸縮小的，由20?40μπι減小到10?20μ??。
[0122]2)實(shí)施例6、實(shí)施例7、實(shí)施例8和實(shí)施例9均為530nm納米粒子化學(xué)交聯(lián)形成的雜化水凝膠，隨聚合物濃度以及納米粒子含量的增加凝膠的孔尺寸也是逐漸縮小的，但是相比于300nm形成的凝膠，孔尺寸增大到100?200μπι。
[0123]實(shí)施例10、雜化水凝膠機(jī)械性能
[0124]按照如下步驟得到雜化水凝膠的機(jī)械性能:
[0125](I)將實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4制得的雜化水凝膠裁剪為直徑為8mm，高度為3mm的圓柱狀。
[0126](2)將步驟(I)中的圓柱狀水凝膠使用ARES-G2流變儀以0.3mm/min壓縮凝膠直至凝膠破裂，得到凝膠的應(yīng)力應(yīng)變曲線，如圖14所示。
[0127]由圖14可以看出，隨著納米粒子濃度和聚合物濃度的增加，所制備得到的雜化水凝膠的壓縮強(qiáng)度逐漸增大，證明本發(fā)明所制備的雜化水凝膠具有可調(diào)的機(jī)械性能，因此在組織工程的應(yīng)用中可為細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)提供環(huán)境和機(jī)械支撐，可作為藥物輸送的載體，可模擬天然的組織，因此在組織工程方面具有潛在的應(yīng)用。
[0128]將藥物包載于納米粒子的殼層或核內(nèi)，然后通過本發(fā)明方法即得到包載藥物的雜化水凝膠，因?yàn)楸景l(fā)明雜化水凝膠可作為藥物載體。因?yàn)楸景l(fā)明是以納米粒子作為交聯(lián)點(diǎn)，化學(xué)交聯(lián)聚合物而形成的雜化水凝膠，相對(duì)于納米粒子通過擴(kuò)散以及表面的降解實(shí)現(xiàn)藥物的釋放，本發(fā)明雜化水凝膠需要通過化學(xué)鍵的斷裂，才能實(shí)現(xiàn)藥物的大量釋放，所以利用本發(fā)明雜化水凝膠制備的藥物載體能夠作降低納米粒子早期通過表面擴(kuò)散導(dǎo)致的暴釋行為，同時(shí)延長(zhǎng)藥物的釋放時(shí)間。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雜化水凝膠的制備方法，包括如下步驟: 1)納米粒子的氨解 利用分支狀聚乙烯亞胺對(duì)納米粒子進(jìn)行氨解； 所述納米粒子為空心納米粒子或?qū)嵭募{米粒子； 2)雜化水凝膠的制備 將經(jīng)步驟I)處理后的所述納米粒子與聚合物混合得混合液，所述混合液經(jīng)化學(xué)交聯(lián)即得所述雜化水凝膠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述納米粒子的粒徑為50nm?800nm; 所述納米粒子為由含酯鍵的生物可降解高分子材料制備得到； 所述含酯鍵的生物可降解高分子材料選自聚羥基脂肪酸酯、纖維素、聚氨基酸、淀粉、甲殼質(zhì)、膠原、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙交酯、聚乳酸、丙交酯-乙交酯共聚物、丙交酯-己內(nèi)酯共聚物、乙交酯-己內(nèi)酯共聚物、乙交酯-丙交酯-己內(nèi)酯共聚物、乙交酯-聚乙二醇醚共聚物、丙交酯-聚乙二醇醚共聚物、己交酯-聚乙二醇醚共聚物、丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚共聚物、丙交酯-己內(nèi)酯-聚乙二醇醚共聚物和乙交酯-己內(nèi)酯-聚乙二醇醚共聚物中至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于:步驟I)中，所述氨解按照如下步驟進(jìn)行: 將所述納米粒子分散于所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液中得到懸浮液，對(duì)所述懸浮液進(jìn)行處理，即實(shí)現(xiàn)對(duì)所述納米粒子的氨解。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液采用乙醇/水配制得到； 所述乙醇/水為乙醇與水的混合溶劑； 所述乙醇與所述水的體積比為1:1?5; 所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液中，所述分支狀聚乙烯亞胺的摩爾濃度為10?50mM; 對(duì)所述懸浮液進(jìn)行超聲處理； 所述超聲處理的功率為20?100W; 所述超聲處理的時(shí)間為10?120min; 所述懸浮液中，所述納米粒子的質(zhì)量-體積濃度為2?5mg/mL。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于:所述聚合物選自α，ω-二醛基聚乙二醇、α，ω-二琥珀酸酯聚乙二醇、α，ω-二琥珀酸亞胺酯聚乙二醇、三臂星型聚乙二醇醛基、三臂星型聚乙二醇琥珀酸酯、三臂星型聚乙二醇琥珀酸亞胺酯、四臂星型聚乙二醇醛基、四臂星型聚乙二醇琥珀酸酯、四臂星型聚乙二醇琥珀酸亞胺酯、六臂星型聚乙二醇醛基、六臂星型聚乙二醇琥珀酸酯和六臂星型聚乙二醇琥珀酸亞胺酯中至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于:步驟2)中，將所述納米粒子和所述聚合物于水中進(jìn)行混合； 所述混合液中，所述納米粒子的固含量為2.5%?15%，所述聚合物的質(zhì)量百分比濃度為2.5%?5% ； 所述化學(xué)交聯(lián)在渦旋的條件下進(jìn)行。7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述方法制備的雜化水凝膠。8.權(quán)利要求7所述雜化水凝膠在制備組織工程支架材料或藥物載體中的應(yīng)用。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于:將藥物包載于所述納米粒子的殼層或核內(nèi)得到所述藥物載體。10.一種組織工程支架材料或藥物載體，其活性成分為權(quán)利要求7所述雜化水凝膠。
【文檔編號(hào)】A61K9/51GK105860101SQ201610274764
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】吳德成, 莊亞平, 沈紅
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所