CN102895925B - 一种硅质体微胶囊及其制备方法 - Google Patents
一种硅质体微胶囊及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102895925B CN102895925B CN201210407792.5A CN201210407792A CN102895925B CN 102895925 B CN102895925 B CN 102895925B CN 201210407792 A CN201210407792 A CN 201210407792A CN 102895925 B CN102895925 B CN 102895925B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- organic
- lipid
- preparation
- microsphere
- template
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
本发明公开了一种硅质体微胶囊及其制备方法。包括（1）将有机-无机复合脂质溶于有机溶剂中，旋转蒸发去除有机溶剂，形成脂质薄膜；（2）将粒径均一的模板微球溶液加入到脂质薄膜中，孵育；（3）将步骤（2）得到的混合溶液进行水浴超声；（4）超声后得到的溶液室温静置，待模板微球表面形成硅酸盐壳层；（5）将表面覆盖有机-无机复合脂质的模板微球，将模板微球除掉即得。本发明以微米级微球为模板，以有机-无机脂质为囊材，制得粒径均一、可控，性质稳定且具可分散性的硅质体微胶囊。该方法工艺简单、操作条件温和、重复性好，可以广泛应用于活性物质的包裹、药物输送系统、酶的包埋与催化反应、超声造影剂和组织工程等领域。
Description
技术领域
本发明属于生物医学材料领域，具体地说，涉及一种硅质体微胶囊及其制备方法。
背景技术
层层自组装法（Layer-by-layer self-assembly，LbL），是目前用的比较广泛的制备微胶囊的方法，将带正，负电荷的物质通过静电引力层层交替沉积的自组装技术。将聚电解质或无机纳米粒子在胶体粒子表面交替吸附，形成多层膜。由层层自组装技术制备出的核-壳结构粒子，通过溶解的方法除去核，即可得到具有纳米或微米直径空腔的胶囊。与乳液聚合、界面聚合、相分离凝聚等方法比较，LbL 技术制备微胶囊的显著优越性在于能够在纳米尺度上对胶囊囊壁的组成、厚度、结构形态、表面状态进行准确的调控。但由于LBL技术需要将带正，负电荷的物质通过静电引力层层交替沉积很多层，这些过程往往较为繁琐、耗时长，而且囊壁无法负载疏水性物质，不易功能化。这些缺点限制了其推广和应用，尤其是难以适应大规模快速制备的要求。
硅质体是一种类脂质体，是由一个分子连接两个疏水性的碳链和一个亲水性的有机硅烷分子组成的新型脂质分子，这种分子在水中通过溶胶-凝胶和自组装过程形成囊泡，囊泡表面覆盖有纳米级厚度的无机硅酸盐壳层，用稳定的Si-C键将无机层和有机二分子体连接在一起，如图1所示。
硅质体与传统的脂质体囊泡相比，是一种非常稳定的囊泡结构，是有机-无机的杂化材料。与传统的常规脂质体相比，硅质体表面的硅氧烷网络显著增加了脂质体的稳定性，对表面活性剂、酸碱都有很好的稳定性。硅质体作为药物载体很好地解决了脂质体的种种不足，但同时存在一个问题，就是硅质体粒径分布范围较宽，用常规制备方法无法使其粒径均一，这在一定程度上影响了它们未来的实际应用。如果能精确控制其粒径范围，将具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种粒径均一、稳定性强、生物相容性好的硅质体微胶囊及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种硅质体微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
（1）将有机-无机复合脂质溶于有机溶剂中，旋转蒸发去除有机溶剂，形成一层脂质薄膜；
（2）将粒径均一的模板微球溶液加入到脂质薄膜中，孵育一段时间；
（3）将步骤（2）得到的混合溶液进行水浴超声；
（4）超声后得到的溶液室温静置，待模板微球表面形成无机硅酸盐壳层；
（5）将表面覆盖有机-无机复合脂质的模板微球，经物理或化学的方法将模板微球除掉，即得到硅质体微胶囊。
上述模板微球包括碳酸钙(CaCO3)微球、碳酸锰（MnCO3）微球、碳酸镉（CdCO3）微球、三聚氰胺甲醛树脂（MF）微球、聚苯乙烯（PS）微球、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球和二氧化硅微球。
上述步骤（1）中所述的有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、甲醇、乙醇中任意一种或多种有机溶剂，具体种类和体积需视膜材的种类和包裹物而定。
上述步骤（1）中所述的有机-无机复合脂质的结构为以下两种：
有机-无机复合脂质1
有机-无机复合脂质2
或者
上述步骤（2）中所述的孵育温度需在磷脂的相转变温度之上，优选温度为40℃~45℃，孵育时间最佳为30min。
上述步骤（3）中所述的超声功率优选为100W，超声时间优选为5~10min。
上述步骤（5）中所述的物理化学方法视模板微球的种类而定，如碳酸钙(CaCO3)微球可用0.02M 的EDTA溶液或pH=4的乙二酸溶液去除，三聚氰胺甲醛树脂（MF）微球可用pH=2的稀盐酸去除，而聚苯乙烯（PS）微球可通过高温煅烧的方法或溶于四氢呋喃中达到去除的目的。
本发明利用模板法制备具有微米级囊壁的硅质体中空微胶囊，该硅质体微胶囊尺寸均一、可控、粒径分布依赖于模板微球的大小，可根据不同要求采用不同大小的微球做模板。硅质体微囊可包覆包括蛋白质、多肽、维生素、激素、抗生素、抗癌药物、中草药及其混合物等。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
针对目前微胶囊和硅质体存在的一些问题，本发明利用模板法制备得到一种新型载体——硅质体微胶囊。硅质体是一种有机-无机的杂化材料，他是含有硅醚基团的类脂化合物在水溶液中，通过凝胶-溶胶的自组装过程包覆在模板微球表面，表面同时形成一层三维网状硅酸盐结构，稳定的Si-C 键将无机层和有机二分子体连接在一起。待交联完成，采用物理或化学的方法去除模板，即可得到硅质体微胶囊。模板法制备得到的中空微胶囊的尺寸更易控制、也更为均匀。将很好地解决硅质体稳定性差、粒径分布不均一、不可控的缺点。硅质体微胶囊的外表面是类脂质体的双层膜结构，中间是水相，所以既可以包裹水溶性物质又可以包裹脂溶性物质。表面的硅酸盐结构显著增强了微胶囊的稳定性，而且硅质体的双层膜之间可以包裹脂溶性物质。因此，本发明中的硅质体微胶囊具有稳定性好、粒径均一可控、可以同时携载水溶性和脂溶性物质等优点。硅质体微胶囊可以广泛应用于活性物质的包裹、药物输送系统、酶的包埋与催化反应、超声造影剂和组织工程等领域。根据不同需要制备不同粒径的硅质体微胶囊将在药物输送，超声造影剂，以及生物医学等领域起到良好的推动作用。
附图说明
图1是 硅质体的结构示意图
图2 是实施例1中CaCO3微球的激光共聚焦照片
图3是实施例1中CaCO3/PAH的激光共聚焦照片
图4为实施例1硅质体微胶囊的激光共聚焦照片
图5为实施例1硅质体微胶囊的扫描电镜照片
图6为实施例3中硅质体微胶囊负载柔红霉素后的激光共聚焦照片
图7为实施例6中硅质体微胶囊扫描电镜照片
具体实施方式
实施例1
（1）分别配制0.025M的Na2CO3 、Ca(NO3) 2 溶液各100mL Ca(NO3)2 溶液中加入400mg 聚苯乙烯磺酸钠 (PSS)，待其完全溶解后，快速加入Na2CO3 溶液，600 rpm搅拌15s，静置20min，离心洗涤三次得到碳酸钙微粒，粒径在5微米，激光共聚焦照片见图2。
（2）在带负电的CaCO3 表面通过静电层层自组装的原理，包覆聚烯丙胺盐酸盐(PAH)，得到CaCO3-PAH使其表面具有正电性，增强与有机-无机脂质结合的能力，激光共聚焦照片见图3。
（3）精密称取10mg有机-无机脂质1，溶于2mL三氯甲烷中，旋转蒸发除去三氯甲烷，茄形瓶瓶底形成一层透明的脂质薄膜。将4mg/mL粒径均一且带正电的CaCO3微球的溶液5mL加入到脂质薄膜中，45℃水浴孵育30min后水浴超声5min。室温静置12h后，加入0.2M EDTA溶液反应一段时间后，离心除上清，以上过程可重复3~5次，用以彻底除去碳酸钙，去核后得到粒径均一的硅质体微囊。激光共聚焦照片见图4，扫描电镜观察硅质体微胶囊具有球形结构且粒径均一、分散性好，见图5。
实施例2
（1）同实施例1步骤1；
（2）同实施例1步骤2；
（3）同实施例1步骤3，区别在于所用脂质为有机-无机脂质2溶于2mL二氯甲烷中。
实施例3
（1）同实施例1步骤1，区别在于搅拌速率为700 rpm，时间为15s，制备得到的碳酸钙微粒的直径约为3~4微米；
（2）同实施例1步骤2；
（3）同实施例1步骤3。
实施例4
（1）同实施例1步骤1，区别在于搅拌速率为700 rpm，时间为15s，制备得到的碳酸钙微粒的直径约为3~4微米；
（2）同实施例1步骤2；
（3）同实施例1步骤3，区别在于所用脂质为有机-无机脂质2。
实施例5
将实施例2中所制备得到的硅质体微胶囊与0.03M的硫酸铵溶液室温孵育，反应30min后，经葡聚糖凝胶柱得到囊内含有硫酸铵溶液的硅质体微囊。将产品与柔红霉素室温孵育一段时间后。5000rpm/min离心5min除上清，得到负载柔红霉素的粒径均一硅质体微米囊，见图6。
实施例6
（1）在带负电的三聚氰胺甲醛树脂微球（MF）表面通过静电层层自组装的原理，包覆聚烯丙胺盐酸盐(PAH)得到MF-PAH使其表面具有正电性，增强与有机-无机脂质结合的能力，MF粒径为2微米左右。
（2）精密称取10mg有机-无机脂质1，溶于2mL三氯甲烷中，旋转蒸发除去三氯甲烷，茄形瓶瓶底形成一层透明的脂质薄膜。将5mg/mL粒径均一且带正电的MF-PAH微球溶液5mL加入到脂质薄膜中，45℃水浴孵育30min后，水浴超声5min。室温静置12h后，用pH=2的稀盐酸溶解MF微球，离心除上清，以上过程可重复3~5次，用以彻底除去MF微球，去核后得到粒径均一的硅质体微囊。扫描电镜观察硅质体微胶囊具有球形结构且粒径均一、分散性好，见图7。
实施例7
（1）同实施例6步骤1；
（2）同实施例6步骤2；
（3）同实施例6步骤3，区别在于所用脂质为有机-无机脂质2溶于2mL二氯甲烷中。
Claims (5)
1.一种硅质体微胶囊的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将有机-无机复合脂质溶于有机溶剂中，旋转蒸发去除有机溶剂，形成一层脂质薄膜；
（2）将粒径均一的模板微球溶液加入到脂质薄膜中，孵育一段时间；
（3）将步骤（2）得到的混合溶液进行水浴超声；
（4）超声后得到的溶液室温静置，待模板微球表面形成无机硅酸盐壳层；
（5）将表面覆盖有机-无机复合脂质的模板微球，经物理或化学的方法将模板微球除掉，即得到硅质体微胶囊；
所述模板微球为碳酸钙微球、三聚氰胺甲醛树脂微球或聚苯乙烯微球；
所述碳酸钙微球采用0.02M 的EDTA溶液或pH=4的乙二酸溶液去除，三聚氰胺甲醛树脂微球采用pH=2的稀盐酸去除，聚苯乙烯微球采用高温煅烧或溶于四氢呋喃的方法去除。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、甲醇、乙醇中的一种或多种混合，具体种类和体积需视膜材的配比而定。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述有机-无机复合脂质的结构为有机-无机复合脂质1或2：
有机-无机复合脂质1
有机-无机复合脂质2
或。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的孵育温度为40℃-45℃，孵育时间为30min。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的超声功率为100W，超声时间为5-10min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210407792.5A CN102895925B (zh) | 2012-10-24 | 2012-10-24 | 一种硅质体微胶囊及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210407792.5A CN102895925B (zh) | 2012-10-24 | 2012-10-24 | 一种硅质体微胶囊及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102895925A CN102895925A (zh) | 2013-01-30 |
| CN102895925B true CN102895925B (zh) | 2014-08-13 |
Family
ID=47568589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210407792.5A Expired - Fee Related CN102895925B (zh) | 2012-10-24 | 2012-10-24 | 一种硅质体微胶囊及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102895925B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103536937A (zh) * | 2013-08-20 | 2014-01-29 | 中山大学 | 一种有机-无机复合脂质超声显像微胶囊及其制备方法 |
| CN103920433B (zh) * | 2014-04-11 | 2016-01-20 | 中国科学院理化技术研究所 | 无机纳米晶囊泡状微球及其光化学合成和应用 |
| CN106456287A (zh) * | 2014-04-30 | 2017-02-22 | 李政泰 | 表面改性的混合表面种植牙及其制备方法 |
| CN106834355B (zh) * | 2015-12-07 | 2021-02-23 | 北京大学 | 一种阳离子复合脂质纳米盘及其制备方法和用途 |
| CN105609737A (zh) * | 2016-02-21 | 2016-05-25 | 钟玲珑 | 一种石墨烯/二氧化硅空心球/硫复合材料的制备工艺 |
| CN108079914B (zh) * | 2017-12-13 | 2021-02-09 | 温州生物材料与工程研究所 | 一步法制备多聚胺类化合物微胶囊的方法 |
-
2012
- 2012-10-24 CN CN201210407792.5A patent/CN102895925B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102895925A (zh) | 2013-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102895925B (zh) | 一种硅质体微胶囊及其制备方法 | |
| CN101703490B (zh) | 聚多糖/无机纳米粒子杂化微纳米载药胶囊 | |
| York-Durán et al. | Recent advances in compartmentalized synthetic architectures as drug carriers, cell mimics and artificial organelles | |
| Shi et al. | Release behavior of thin-walled microcapsules composed of polyelectrolyte multilayers | |
| Wei et al. | Preparation of hierarchical hollow CaCO3 particles and the application as anticancer drug carrier | |
| Shum et al. | Double emulsion templated monodisperse phospholipid vesicles | |
| Cuomo et al. | pH-responsive liposome-templated polyelectrolyte nanocapsules | |
| CN101244277B (zh) | 丝素载药微球及其制备方法 | |
| CN103751791B (zh) | 一种壳聚糖复合纳米凝胶固定化多层胶囊的制备方法 | |
| CN105997936B (zh) | 一种羧甲基壳聚糖纳米微粒固定化多孔多层海藻酸钠胶球的制备方法 | |
| An et al. | Preparation of monodisperse and size-controlled poly (ethylene glycol) hydrogel nanoparticles using liposome templates | |
| CN103893123B (zh) | 一种脂质体-聚合物杂化纳米粒子及其制备方法和应用 | |
| JP2003525258A (ja) | 一つの高分子電解質外被を持つナノカプセル | |
| Shilpi et al. | Colloidosomes: an emerging vesicular system in drug delivery | |
| US20110177231A1 (en) | Nano-, Micro-, Macro- Encapsulation And Release Of Materials | |
| CN108272770B (zh) | 层层自组装载双亲药物微胶囊及其制备方法 | |
| CN102579357A (zh) | 一种磁性复合载药微球及其制备方法 | |
| CN101953817B (zh) | 一种载油溶性物质的微胶囊及其制备方法 | |
| CN104365595A (zh) | 用层层自组装方法制备的农药微胶囊 | |
| CN103585132B (zh) | 一种紫杉醇硅质体微胶囊的制备方法 | |
| Liu et al. | Three-fluid nozzle spray drying strategy for efficient fabrication of functional colloidosomes | |
| CN109276560A (zh) | 一种含乳铁蛋白的pH响应型微囊及其制备方法和应用 | |
| Bochicchio et al. | New preparative approaches for micro and nano drug delivery carriers | |
| Chen et al. | Porous ultrathin-shell microcapsules designed by microfluidics for selective permeation and stimuli-triggered release | |
| CN101259400A (zh) | 一种核壳结构纳米微囊的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140813 Termination date: 20161024 |