一種雙層溫敏凝膠微球及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙層溫敏凝膠微球及制備方法，其特征在于：本發(fā)明的一種雙層溫敏凝膠微球采用醫(yī)用級(jí)透明質(zhì)酸納與殼聚糖作為凝膠原料，由殼聚糖凝膠的核與透明質(zhì)酸納凝膠的殼組成。凝膠微球內(nèi)層含有殼聚糖使凝膠更加抗壓，抗降解；外層被透明質(zhì)酸凝膠殼所包覆，易于注射；且雙層溫敏凝膠微球的顆粒尺寸小、均勻、易于透析；制備過程簡(jiǎn)單；具有透明質(zhì)酸與殼聚糖的協(xié)同作用，延長(zhǎng)了注射部位修復(fù)的時(shí)間，更易于注射，且具有抗菌、抗凝血，生物體內(nèi)成型性好特點(diǎn)。
【專利說明】一種雙層溫敏凝膠微球及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙層溫敏凝膠微球及制備方法，特別涉及殼聚糖表面被透明質(zhì)酸包覆的一種溫敏凝膠微球用于填充與修復(fù)缺損組織的凝膠，屬于醫(yī)用材料制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]殼聚糖是一種無毒性、無刺激性的非常安全的機(jī)體用材料。殼聚糖分子中含有大量的氨基(-NH2)和羥基(-0H)基團(tuán)，具有良好的細(xì)胞親和性。氨基基團(tuán)的存在使殼聚糖具有良好的親水性，也使殼聚糖帶有弱堿性，其降解可以克服其余多糖降解帶來的酸積累。殼聚糖的抗菌性以及過敏反應(yīng)低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種受損器官的修復(fù)物、愈合用器材、假體、體內(nèi)植入物、藥物釋放體系和醫(yī)療與美容等方面。其分子中帶有大量的活性基團(tuán)能被酰胺鍵接枝而具有溫敏性，在功能上更為接近甚至超過生物體組織，從而實(shí)現(xiàn)無生物活性的生物材料向有生物活性的生物材料的過渡，其仿生功能更為優(yōu)秀。溫敏凝膠還具有可注射和溫敏性，在常溫下流動(dòng)性好，易于注射；生物體內(nèi)成型性好。但是存在大塊凝膠所引入大量交聯(lián)劑以及催化劑難以去除，顆粒不夠均勻，透析時(shí)間較長(zhǎng)，制備流程長(zhǎng)等問題。
[0003]為了克服上述缺點(diǎn)，也出現(xiàn)了采用切割、擠出、廢碎等機(jī)械手段制造微球，但是這些常規(guī)手段會(huì)對(duì)凝膠的分子鏈造成一定的破壞，導(dǎo)致凝膠的品質(zhì)下降。乳液聚合也是制造微球的方法之一，但是采用的有機(jī)溶劑的量過多，帶來一定的毒性。
[0004]本發(fā)明采用自制凝膠反應(yīng)裝置制備了一種雙層溫敏凝膠微球，此凝膠體系表面是由透明質(zhì)酸凝膠包覆，殼聚糖凝膠作為內(nèi)層。透明質(zhì)酸與殼聚糖通過靜電作用力黏附在殼聚糖外層，能夠起到潤(rùn)滑作用。而內(nèi)層含有殼聚糖使凝膠更加抗壓，抗降解。易注射溫敏凝膠微球，更加能從結(jié)構(gòu)上模擬生物體組織，制備過程簡(jiǎn)單，且具有透明質(zhì)酸與殼聚糖的協(xié)同作用，延長(zhǎng)了注射部位修復(fù)的時(shí)間，更易于注射，并具有抗菌、抗凝血，生物體內(nèi)成型性好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種雙層溫敏凝膠微球的制備方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，其特征在于包括以下步驟:
[0006]1.溫敏殼聚糖制備:
[0007]配制一定濃度的殼聚糖酸性溶液，倒入到一定容積的反應(yīng)釜中，加入殼聚糖室溫?cái)嚢柚寥芤撼赏该鳡?，將添加劑以及引發(fā)劑加入到反應(yīng)釜中。通入氮?dú)庠?0?65°C溫度下攪拌至反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫，加入0.5?I倍溶液體積的水?dāng)嚢杈鶆颍尤氲礁綀D(I)所示的注射器(I)中；
[0008]上述的殼聚糖來自于甲殼素脫乙酰化，脫乙酰度為15?95% ;
[0009]上述殼聚糖的質(zhì)量濃度為0.5%?10% ;
[0010]上述酸性溶液為醋酸、鹽酸、硼酸中的一種或一種以上；
[0011 ] 上述酸性溶液濃度為
[0012]上述添加劑N-異丙基丙酰胺(NIPAAm)與殼聚糖按質(zhì)量比為1:1?10:1 ;
[0013]上述引發(fā)劑:包括過硫酸鉀(KPS)、偶氮二異丁腈、過氧化二酰、過氧化苯甲酰、或過氧化二叔丁基的一種；
[0014]上述引發(fā)劑與殼聚糖的質(zhì)量比為0.2%?2%。
[0015]2.凝膠微球的制備:
[0016]配制一定的乳化溶液加入到另一個(gè)注射器(2)中.放置在雙桿推動(dòng)泵上推動(dòng)二個(gè)注射器的溶液經(jīng)過共同反應(yīng)管(3)再滴加到配有碳二亞胺類零段交聯(lián)劑的濃度為I?10mg/ml透明質(zhì)酸鹽的稀溶液中，用轉(zhuǎn)速為500r/min?3000r/min的攪拌器邊滴邊快速攪拌，滴定結(jié)束后將溶液進(jìn)行離心、透析，得到雙層溫敏凝膠微球；
[0017]所述的乳化溶液為礦物油或植物油/span80溶液，植物油/span80質(zhì)量比為80/20?95/5 ;礦物油/span80質(zhì)量比為80/20?99/1 ；
[0018]所述的碳二亞胺類零段交聯(lián)劑選自1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺(EDC)、1-乙基-3-(3-三甲基氨基丙基)碳二亞胺(ΕΤ0、1，Γ-二硫-P-亞苯基雙(碳二亞胺)、叔丁基碳二亞胺和二異丙基碳二亞胺中的一種或多種。
[0019]所述的透明質(zhì)酸鹽選自透明質(zhì)酸的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鈣鹽和鎂鹽中的一種。
[0020]所述的碳二亞胺類零段交聯(lián)劑與透明質(zhì)酸鹽稀溶液質(zhì)量濃度之比為O?40%。
[0021]3.溫敏凝膠微球注射液的配制:
[0022]將步驟⑵干燥好的凝膠微球與pH值為7.0-7.2的磷酸鹽(PBS)緩沖液或飽和生理鹽水充分溶脹，配成注射液，攪拌均勻，得到可注射的水凝膠。
[0023]4.所發(fā)明的凝膠通過使用德國(guó)TA公司生產(chǎn)的TQ-100型差示掃描量熱儀，測(cè)試方法如下:將凝膠微球樣品從-10°C以10°C /min速度升溫至100°C進(jìn)行測(cè)試，記錄在不同溫度下的熱焓值，測(cè)其凝膠溫敏值。
[0024]有益.效果:
[0025]1.本發(fā)明制備的雙層溫敏凝膠微球是溫敏殼聚糖作為凝膠的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，被透明質(zhì)酸外殼所包覆。凝膠制作過程不需切割、研磨，簡(jiǎn)化生產(chǎn)步驟。而內(nèi)層含有殼聚糖使凝膠更加抗壓，抗降解。
[0026]2.另外該溫敏殼聚糖與透明質(zhì)酸通過正負(fù)靜電作用力將殼聚糖與透明質(zhì)酸連接起來，不需再用化學(xué)試劑，降低了有機(jī)溶劑的毒性和破壞性。簡(jiǎn)化了生產(chǎn)步驟，節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時(shí)溫敏性質(zhì)使其在常溫下流動(dòng)性好，易于注射；生物體內(nèi)成型性好，降解緩慢。
[0027]3.凝膠微球的顆粒均勻，成圓形，易于透析。雙層溫敏凝膠微球，更加能從結(jié)構(gòu)上模擬生物體組織，制備過程簡(jiǎn)單，且具有透明質(zhì)酸與殼聚糖的協(xié)同作用，延長(zhǎng)了注射部位修復(fù)的時(shí)間，更易于注射，并具有抗菌、抗凝血，生物體內(nèi)成型性好?？蓮V泛應(yīng)用于各種受損器官的修復(fù)物、愈合用器材、假體、體內(nèi)植入物、藥物釋放體系和醫(yī)療與美容等方面。
[0028]4.復(fù)合凝膠的協(xié)同作用，克服了單一品種凝膠的缺點(diǎn)，具有一定強(qiáng)度和抗彎剛度，能抵抗人體缺損體壓的組織修補(bǔ)能力。復(fù)合凝膠由于殼聚糖的抗菌性，有利于受創(chuàng)部位的愈合而不易引起受創(chuàng)部位的感染。同時(shí)由于其具有溫敏性質(zhì)具有較好的可注射性和生物相容性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明制備雙層溫敏凝膠微球的反應(yīng)注射器結(jié)構(gòu)示意圖:其中I為小孔徑注射器；2為大孔徑注射器；3為推動(dòng)桿；4為共同管道；5為油相乳液；6為溫敏凝膠溶液。
[0030]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2制備出的雙層溫敏凝膠微球的溫敏溫度測(cè)試動(dòng)力學(xué)。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0032]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，需要指出的是，以下實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0033]除非另外定義，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的相同的含義。若存在矛盾，則以本申請(qǐng)?zhí)峁┑亩x為準(zhǔn)。
[0034]實(shí)施例1
[0035]配制2%的醋酸水溶液100ml，倒入到250ml的反應(yīng)釜中，加入2g殼聚糖室溫?cái)嚢柚寥芤撼赏该鳡?，?g的NIPAAm以及2mg的KPS加入到反應(yīng)釜中。通入氮?dú)庠?0°C溫度下攪拌至反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫，加入50ml水?dāng)嚢杈鶆?，加入到附圖1所示的注射器(I)中。
[0036]配制質(zhì)量比80/20的礦物油/span80溶液加入到另一個(gè)注射器(2)中.放置在雙桿推動(dòng)泵上，以10ml/h的推動(dòng)速度推動(dòng)二個(gè)注射器的溶液經(jīng)過共同反應(yīng)管(3)，再滴加到配有含有1% 1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺(EDC)的lmg/ml透明質(zhì)酸稀溶液中，用轉(zhuǎn)速為2000r/min的速度攪拌至溶液滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌30min后靜止1min將溶液進(jìn)行離心、透析，得到雙層溫敏凝膠微球。
[0037]實(shí)施例2
[0038]配制I %的鹽酸水溶液100ml，倒入到250ml的反應(yīng)釜中，加入Ig殼聚糖室溫?cái)嚢柚寥芤撼赏该鳡?，?g的NIPAAm以及2mg的KPS加入到反應(yīng)釜中。通入氮?dú)庠?0°C溫度下攪拌至反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫，加入80ml水?dāng)嚢杈鶆?，加入到附圖1所示的注射器(I)中。
[0039]配制質(zhì)量比95/5的植物油/span80溶液加入到另一個(gè)注射器(2)中.放置在雙桿推動(dòng)泵上，以lml/h的推動(dòng)速度推動(dòng)二個(gè)注射器的溶液經(jīng)過共同反應(yīng)管(3)，再滴加到配有10mg/ml的透明質(zhì)酸的稀溶液中，用轉(zhuǎn)速為3000r/min的速度攪拌至溶液滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌30min后靜止lOmin，將溶液進(jìn)行離心、透析，得到雙層溫敏凝膠微球。所發(fā)明的凝膠通過動(dòng)力學(xué)測(cè)試得到其溫敏溫度為31°C。
[0040]實(shí)施例3
[0041]配制5%的硼酸水溶液10ml,倒入到250ml的反應(yīng)爸中，加入0.5g殼聚糖室溫?cái)嚢柚寥芤撼赏该鳡?，?g的NIPAAm以及2mg的偶氮二異丁腈加入到反應(yīng)釜中。通入氮?dú)庠?5°C溫度下攪拌至反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫，加入50ml水?dāng)嚢杈鶆?，加入到附圖1所示的注射器(I)中。
[0042]配制質(zhì)量比90/10的植物油/span80溶液加入到另一個(gè)注射器(2)中.放置在雙桿推動(dòng)泵上，以5ml/h的推動(dòng)速度推動(dòng)二個(gè)注射器的溶液經(jīng)過共同反應(yīng)管(3)，再滴加到配有10% 1-乙基-3-(3-三甲基氨基丙基)碳二亞胺(ETC)的2mg/ml透明質(zhì)酸稀溶液中，用轉(zhuǎn)速為500r/min的速度攪拌至溶液滴加結(jié)束,繼續(xù)攪拌30min后靜止1min,離心、透析.
[0043]實(shí)施例4
[0044]配制10%的醋酸水溶液100ml，倒入到250ml的反應(yīng)釜中，加入1g殼聚糖室溫?cái)嚢柚寥芤撼赏该鳡?，?g的NIPAAm以及2mg的過氧化二酰加入到反應(yīng)爸中。通入氮?dú)庠?0°C溫度下攪拌至反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫，加入10ml水?dāng)嚢杈鶆颍尤氲礁綀D1所示的注射器⑴中。
[0045]配制質(zhì)量比90/10的植物油/span80溶液200ml加入到另一個(gè)注射器⑵中.放置在雙桿推動(dòng)泵上，以5ml/h的推動(dòng)速度推動(dòng)二個(gè)注射器的溶液經(jīng)過共同反應(yīng)管(3)，再滴加到含有5%叔丁基碳二亞胺的lmg/ml透明質(zhì)酸稀溶液中，用轉(zhuǎn)速為500r/min的速度攪拌至溶液滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌30min后靜止1min,離心、透析。
[0046]實(shí)施例5
[0047]配制10%的醋酸水溶液100ml，倒入到250ml的反應(yīng)釜中，加入2g殼聚糖室溫?cái)嚢柚寥芤撼赏该鳡?，?g的NIPAAm以及2mg的過氧化二叔丁基加入到反應(yīng)爸中。通入氮?dú)庠?0°C溫度下攪拌至反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫，加入10ml水?dāng)嚢杈鶆?，加入到附圖1所示的注射器(I)中。
[0048]配制質(zhì)量比99/1的礦物油/span80溶液200ml加入到另一個(gè)注射器⑵中.放置在雙桿推動(dòng)泵上，以5ml/h的推動(dòng)速度推動(dòng)二個(gè)注射器的溶液經(jīng)過共同反應(yīng)管(3)，再滴加到配有l(wèi)mg/ml的透明質(zhì)酸的稀溶液中，用轉(zhuǎn)速為500r/min的速度攪拌至溶液滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌30min后靜止1min,離心、透析。
【權(quán)利要求】
1.一種雙層溫敏凝膠微球及制備方法，其特征在于，一種雙層溫敏凝膠微球的制備方法包括以下步驟: (1)溫敏殼聚糖制備:配制質(zhì)量比為0.5%?10%殼聚糖的酸性溶液，倒入到反應(yīng)釜中，室溫?cái)嚢柚寥芤撼赏该鳡?，再將N-異丙基丙酰胺(NIPAAm)以及引發(fā)劑加入到反應(yīng)釜中。通入氮?dú)庠?0?65°C溫度下攪拌至反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫,加入0.5?I倍溶液體積的水?dāng)嚢杈鶆?，加入到附圖1所示的注射器(I)中； 所述的殼聚糖來自于甲殼素脫乙?；?，脫乙酰度為15?95% ； 所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀(KPS)、偶氮二異丁腈、過氧化二酰、過氧化苯甲酰、過氧化二叔丁基的一種。 (2)凝膠微球的制備:將配制的乳化溶液加入到附圖1所示的注射器(2)中，放置在雙桿推動(dòng)泵上推動(dòng)二個(gè)注射器的溶液經(jīng)過共同反應(yīng)管(3)再滴加到濃度為I?10mg/ml含有碳二亞胺類零段交聯(lián)劑的透明質(zhì)酸鹽稀溶液中，用轉(zhuǎn)速為500r/min?3000r/min的攪拌器邊滴邊快速攪拌，滴定結(jié)束后將溶液進(jìn)行離心、透析、干燥得到雙層溫敏凝膠微球； 所述的乳化溶液為植物油與span80,礦物油與span80中一種； 所述的碳二亞胺類零段交聯(lián)劑選自1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺(EDC)、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺(ETC)、I, I’ -二硫-p-亞苯基雙(碳二亞胺)、叔丁基碳二亞胺和二異丙基碳二亞胺中的一種或多種； 所述的透明質(zhì)酸鹽選自透明質(zhì)酸的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鈣鹽和鎂鹽中的一種。 (3)溫敏凝膠微球注射液的配制:將步驟(2)干燥好的凝膠微球與pH值為7.0-7.2的磷酸鹽(PBS)緩沖液或飽和生理鹽水充分溶脹，配成注射液，攪拌均勻，得到可注射的水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述酸性溶液為醋酸、鹽酸、硼酸中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于N-異丙基丙酰胺(NIPAAm)與殼聚糖的質(zhì)量比為1:1?10:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑與殼聚糖的質(zhì)量比為0.2%?2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，碳二亞胺類零段交聯(lián)劑與透明質(zhì)酸鹽稀溶液質(zhì)量濃度之比為O?40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乳化溶液為植物油與spanSO質(zhì)量比為 80/20 ?95/5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乳化溶液為礦物油與spanSO質(zhì)量比為 80/20 ?99/1。
【文檔編號(hào)】B01J13/14GK104226209SQ201310230895
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】馮淑芹 申請(qǐng)人:馮淑芹