一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法
【專利摘要】一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，涉及一種高分子微球制備方法，首先將100份的聚乙烯醇溶液（10%），10?100份的海藻酸鈉溶液（0.1?10%）混合形成均勻的混合液，之后將1?200份的負(fù)載物攪拌加入上述混合液中直至形成均勻的混合物，接著，將上述混合物不斷滴加到0.1?10%的硼砂水溶液中，可形成0.4?4mm直徑的微球，最后，將上述微球取出，將微球在攪拌條件下再次加到1?10%的氯化鈣溶液中，使上述微球表面形成海藻酸鈣包裹層，即可得到具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球。本發(fā)明制備出具有良好通透性、膠凝性和生物相容性的具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈉微球，且該微球具有機械強度，適用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，生物，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
【專利說明】
一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子微球制備方法，特別是涉及一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子微球是一種尺寸分布在微米及納米級別的，形狀為球形或類球形的幾何體。因為其具有較大的表面積、高負(fù)載能力、可控的幾何尺寸和生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)工程、免疫檢驗、電子信息產(chǎn)業(yè)、高效液相色譜、催化等許多高新技術(shù)領(lǐng)域顯示出了良好的應(yīng)用前景。
[0003]高分子微球主要分為三類:天然高分子微球，如明膠、殼聚糖、蛋白類、淀粉等基質(zhì)；半合成高分子微球，如羧甲基纖維素、琥珀酸醋酸纖維素等;合成高分子微球，如聚乳酸、聚乳酸復(fù)合微球等。
[0004]高分子空心微球以獨特的結(jié)構(gòu)和性能，其應(yīng)用前景在生物醫(yī)藥、催化、微反應(yīng)器和人工細(xì)胞等領(lǐng)域備受關(guān)注，而自組裝的空心微球更是受到科研工作者的青睞。但是傳統(tǒng)的自組裝空心微球制備方法較為繁復(fù)，且所用到的材料大多存在生物相容性差和難于降解的問題，這些不利因素限制了其在生物醫(yī)藥等應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。對于天然高分子來說，在相容性和降解方面都要比合成高分子優(yōu)異，而且還存在毒性小，價格低的特點。所以一些研究學(xué)者們開始了大量對天然高分子微球制備的研究。
[0005]海藻酸鈣微球具有強親水性、良好的生物相容性和生物降解性，更重要的是它還具有無毒、PH值敏感和制備條件溫和等優(yōu)點受到大多數(shù)人的關(guān)注。目前對于海藻酸鈣微球的制備主要有以下幾種方法:
噴霧干燥法:噴霧干燥法就是將溶液噴到熱的空氣當(dāng)中，使溶劑快速蒸發(fā)，得到聚合物粒子。
[0006]噴霧法:噴霧法是以傳統(tǒng)噴霧干燥法為依據(jù)，發(fā)展起來的一種微球制備技術(shù)，這種方法克服了傳統(tǒng)噴霧干燥法過程中高溫對包埋物質(zhì)的傷害，在微球制備過程中，可以根據(jù)不同的實際需求選擇不同孔徑的噴霧嘴，通過控制噴霧嘴的尺寸、氣壓大小、分散相流速和粘度等來控制微球的粒徑。
[0007]油-水乳化法:油水乳化法是將非連續(xù)相(細(xì)胞或活性物質(zhì)-聚合物懸浮液)，加入到一定體積的連續(xù)相(油相)中，其中加入適量的表面活性劑，在攪拌器的作用下，含有細(xì)胞或活性物質(zhì)的水凝膠會在連續(xù)相中分散成球形液滴，然后根據(jù)聚合物材料各自不同的凝膠性質(zhì)，通過改變溫度或添加交聯(lián)劑，使水凝膠顆粒最終固化成膠，形成具有一定機械強度的凝膠微球。
[0008]水-水乳化法:水-水乳化法是基于使兩種聚合物的水溶液不相混溶的原理，兩種聚合物的水溶液在臨界濃度時是不相容，一種為分散相，另一種為連續(xù)相，然后進(jìn)行乳化，根據(jù)聚合物的特性結(jié)合相應(yīng)的方法技術(shù)形成凝膠微球。
[0009]共軸液流法:共軸液流法是一種微通道法，利用粘度較高的聚合物溶液制備單分散微球的有效方法。利用一定的微通道裝置，將聚合物溶液通過針頭通到玻璃管中，玻璃管內(nèi)通以連續(xù)相(如液體石蠟)，針頭與玻璃管共軸且與連續(xù)相流動方向相同。分別用注射栗和橫流栗控制多聚物和連續(xù)相流速。聚合物在連續(xù)相的分隔下分成近似大小的液滴，收集形成的液滴，通過離子交聯(lián)或溫度改變凝膠化，形成微球。
[0010]目前水-水乳化法這種制備技術(shù)是一種新型的凝膠微球制備方法，這種方法簡單、易于操作、生產(chǎn)條件溫和不需要添加有機溶劑，從而不會對以后使用過程中給使用環(huán)境帶入雜質(zhì)，在生物領(lǐng)域應(yīng)用時不會對生物活性大分子或細(xì)胞造成危害，而且制備的凝膠微球圓整度較好，表面光滑，具有一定的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，本發(fā)明以具有良的好生物相容性、可生物降解、無毒、廉價的生物聚合物海藻酸鈉為主要原料，與聚乙烯醇形成凝膠混合物，加入負(fù)載物在特定的溶液中可形成具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球，該制備方法操作簡單，制備條件溫和，制備的微球圓整度較好，表面光滑，具有相當(dāng)高的強度和很高的彈性。
[0012]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，所述方法包括以下過程:
首先將100份的聚乙烯醇溶液(10%)，10-100份的海藻酸鈉溶液(0.1-10%)混合形成均勻的混合液，之后將1-200份的負(fù)載物攪拌加入上述混合液中直至形成均勻的混合物，接著，將上述混合物不斷滴加到0.1-10%的硼砂水溶液中，可形成0.4-4mm直徑的微球，最后，將上述微球取出，將微球在攪拌條件下再次加到1-10%的氯化鈣溶液中，使上述微球表面形成海藻酸鈣包裹層，即可得到具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球。
[0013]所述的一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，所述負(fù)載物包括不溶于水的無機粉體和可溶于水的酸，堿，鹽。
[0014]所述的一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，所述不溶于水的無機粉體包括:碳酸鈣，滑石粉，云母粉，白云石粉，高嶺土，膨潤土，石英砂;可溶于水的物質(zhì)包括:尿素等各種銨肥，碳酸鈉(鉀)及碳酸氫鈉(鉀)以及檸檬酸，酒石酸。
[0015]所述的一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，所述微球顆粒直徑大小介于0.5mm~5mm 之間。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點與效果是:
1.本發(fā)發(fā)明工藝簡單，操作條件易控制，原料是具有良的好生物相容性、可生物降解、無毒、廉價的生物聚合物海藻酸鈉，通過加入機械強度高，穩(wěn)定性好，廉價的聚乙烯醇，制備出具有良好通透性、膠凝性和生物相容性的具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈉微球，且該微球具有一定的機械強度適用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，生物，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[0017]2.該微球外殼是有海藻酸鈉經(jīng)由氯化鈣交聯(lián)形成的海藻酸鈣凝膠層，內(nèi)核是由不溶于水的無機粉體或者是溶于水的物質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明所得微球在適當(dāng)?shù)臐穸群蚉H值條件下，微球表面的外殼結(jié)構(gòu)會緩慢的膨脹，形成凝膠層，使核內(nèi)所含的物質(zhì)與殼外部的物質(zhì)在該層內(nèi)部實現(xiàn)物質(zhì)交換，從而達(dá)到微球內(nèi)部物質(zhì)可控緩慢釋放。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]本發(fā)明所公開是一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球及其制備方法，主要通過以下步驟實現(xiàn)的:首先將100份的聚乙烯醇溶液(10%)，10-100份的海藻酸鈉溶液(0.1-10%)混合形成均勻的混合液，之后將1-200份的負(fù)載物攪拌加入上述混合液中直至形成均勻的混合物。接著，將上述混合物不斷滴加到0.1-10%的硼砂水溶液中，可形成0.4-4mm直徑的微球。最后，將上述微球取出，將微球在攪拌條件下再次加到1-10%的氯化鈣溶液中，使上述微球表面形成海藻酸鈣包裹層，即可得到具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球。
[0020]實例1:
首先將100份的聚乙烯醇溶液(10%)，90份的海藻酸鈉溶液(10%)混合形成均勻的混合液，之后將200份的負(fù)載物攪拌加入上述混合液中直至形成均勻的混合物。接著，將上述混合物不斷滴加到9%的硼砂水溶液中，可形成4mm左右直徑的微球。最后，將上述微球取出，將微球在攪拌條件下再次加到10%的氯化鈣溶液中，使上述微球表面形成海藻酸鈣包裹層，SP可得到具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球。
[0021]實例2:
首先將100份的聚乙烯醇溶液(10%)，100份的海藻酸鈉溶液(10%)混合形成均勻的混合液，之后將180份的負(fù)載物攪拌加入上述混合液中直至形成均勻的混合物。接著，將上述混合物不斷滴加到10%的硼砂水溶液中，可形成4mm左右直徑的微球。最后，將上述微球取出，將微球在攪拌條件下再次加到8%的氯化鈣溶液中，使上述微球表面形成海藻酸鈣包裹層，即可得到具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球。
[0022]實例3
首先將100份的聚乙烯醇溶液(10%)，110份的海藻酸鈉溶液(8%)混合形成均勻的混合液，之后將150份的負(fù)載物攪拌加入上述混合液中直至形成均勻的混合物。接著，將上述混合物不斷滴加到8%的硼砂水溶液中，可形成3mm直徑的微球。最后，將上述微球取出，將微球在攪拌條件下再次加到6%的氯化鈣溶液中，使上述微球表面形成海藻酸鈣包裹層，即可得到具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸1丐微球。
【主權(quán)項】
1.一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，其特征在于，所述方法包括以下過程: 首先將100份的聚乙烯醇溶液(10%)，10-100份的海藻酸鈉溶液(0.1-10%)混合形成均勻的混合液，之后將1-200份的負(fù)載物攪拌加入上述混合液中直至形成均勻的混合物，接著，將上述混合物不斷滴加到0.1-10%的硼砂水溶液中，可形成0.4-4mm直徑的微球，最后，將上述微球取出，將微球在攪拌條件下再次加到1-10%的氯化鈣溶液中，使上述微球表面形成海藻酸鈣包裹層，即可得到具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，其特征在于，所述負(fù)載物包括不溶于水的無機粉體和可溶于水的酸，堿，鹽。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，其特征在于，所述不溶于水的無機粉體包括:碳酸鈣，滑石粉，云母粉，白云石粉，高嶺土，膨潤土，石英砂；可溶于水的物質(zhì)包括:尿素等各種銨肥，碳酸鈉(鉀)及碳酸氫鈉(鉀)以及檸檬酸，酒石酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有核殼結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣微球制備方法，其特征在于，所述微球顆粒直徑大小介于0.5mm~5_之間。
【文檔編號】B01J13/02GK106076214SQ201610556817
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月15日
【發(fā)明人】張文政, 李天生, 張琦琦, 蘇騰, 劉徐越
【申請人】沈陽化工大學(xué)