CN103788604A

CN103788604A - 一种新型聚乳酸微球及其制备方法

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Publication number: CN103788604A
Application number: CN201210452048.7A
Authority: CN
Inventors: 赵丽芬; 刘欣; 李成杰; 朱肖肖; 燕建芹
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明涉及可生物降解高分子材料微球及其制备方法，特别涉及聚乳酸微球的制备方法。借助于氧化石墨烯独特的纳米效应，通过溶液共混制备聚乳酸与氧化石墨烯的复合材料，控制该混合过程的温度、浓度以及溶剂挥发速度制备具有微球结构的聚乳酸材料。本发明的方法为聚乳酸微球的制备提供了一种新的思路和选择，并具有工艺简单、易于操作、在生产中易于实现的特点。

Description

一种新型聚乳酸微球及其制备方法

技术领域

本发明涉及可生物降解高分子材料微球及其制备方法，特别涉及聚乳酸微球的制备方法。

技术背景

由于生物可降解高分子具有良好的生物相容性和可降解性，所以生物可降解高分子材料制成的微球在医药工程和生物技术领域有着重要的应用。因此，近年来高分子微球的制备技术发展非常迅速。

当前人们主要采用化学和物理两种方法制备高分子微球。通过化学方法制备高分子微球是以单体为原料，通过乳液聚合、悬浮聚合、沉淀聚合，分散聚合以及种子聚合等多种聚合方法，实现微球结构的制备。虽然这种制备技术以及其中的聚合机理比较成熟，但是，由于许多生物可降解高分子如聚乳酸、聚己内酯等材料合成过程的特殊性，无法通过边聚合边成球的方法来实现微球的制备。因此，通常采用物理的方法制备这类高分子材料的微球结构。目前常用的物理方法有：乳化-固化法，复凝聚法，胶束成球法、喷雾干燥法以及层层自组装等方法。通过物理方法制备的微球与化学方法制备的微球相比，在尺寸的均一性以及稳定性等方面还存在一定的差距。因此，通过物理方法制备微球的技术研究仍是当前国际材料前沿领域的一个十分活跃的研究方向。

由于聚乳酸具有良好的生物相容性、降解性及其原料可再生性，聚乳酸微球制备技术的研究也是非常活跃。当前的聚乳酸微球的制备技术步骤大都比较复杂，如乳化-固化法需要先制成乳液，然后通过适当方法使液滴固化成微球，然后经过滤、洗涤及干燥后得到微球材料，其中的设备需求繁多。

氧化石墨烯是结晶性高的石墨强力氧化后加水分解得到具有石墨层间结构的化合物，是由碳原子紧密堆积形成的单层二维结构的炭质材料。已有研究工作采用氧化石墨烯来改善聚乳酸材料的脆性及耐热性能(邓鹏飏.石墨烯/聚乳酸复合材料及其制备方法：中国，201110025309.2[P])。但氧化石墨烯作为一种纳米材料，具有独特的纳米效应。在我们的工作中，发现氧化石墨烯不仅可以改善聚乳酸的力学性能，而且氧化石墨烯的存在可以改变聚乳酸的形态结构。我们首次发现，无需特殊的实验装置和设备，仅依靠氧化石墨烯的存在即可促使聚乳酸形成微球结构(见实施例1)。因此，我们设想，在聚乳酸溶液中混入氧化石墨烯，通过控制该混合过程的温度、浓度以及溶剂挥发速度制备具有微球结构的材料将是一种新型的聚乳酸微球，也是实现聚乳酸微球制备的一种新途径。

发明内容

本发明的目的是制备一种新型的聚乳酸微球，从而提供一种简单方便、设备成本较低的聚乳酸微球的制备方法。

本发明提供一种新型聚乳酸微球，该种微球由聚乳酸和氧化石墨烯组成，所述的氧化石墨烯占聚乳酸质量分数的0.01-5％。

本发明还提供了一种新型的聚乳酸微球的制备方法，包括以下步骤：

(a)将氧化石墨烯分散于四氢呋喃，得到一定浓度的氧化石墨烯的分散液。

所述的氧化石墨烯分散液的浓度优选为：0.1mg/ml-5mg/ml。

(b)将聚乳酸溶于溶剂，得到一定浓度的聚乳酸溶液。

所述的溶剂优选为：三氯甲烷、二氯甲烷和四氢呋喃。

所述的聚乳酸溶液的浓度优选为：0.1g/ml-5g/ml。

(c)搅拌条件下将氧化石墨烯的分散液倒入聚乳酸溶液中，得到不同质量比的氧化石墨烯分散液与聚乳酸溶液。继续搅拌至混合均匀，得到聚乳酸/氧化石墨烯混合溶液。

所述的氧化石墨烯分散液与聚乳酸溶液的体积比：0.1-2/1。

所述的聚乳酸/氧化石墨烯混合溶液中氧化石墨烯的质量分数优选为：0.01-5％。

所述的搅拌温度优选为：30-50℃。

(d)将聚乳酸/氧化石墨烯混合溶液浇注于培养皿中，使其在不同的温度下挥发成膜，得到一定厚度的具有不同大小的微球结构的聚乳酸薄膜。

所述的不同温度优选为：20-50℃。

所述的一定厚度优选为：0.1mm-5mm。

所述的不同大小的微球直径尺寸优选为：5-100μm。

本发明给出了一种新型的聚乳酸微球及其制备方法，借助于氧化石墨烯与聚乳酸之间的相互作用，形成由氧化石墨烯与聚乳酸共同组成的微球，通过控制氧化石墨烯与聚乳酸的质量比、混合温度以及浇膜过程中溶剂挥发温度调节微球的尺寸。本发明的优点在于通过溶液共混和溶剂挥发成膜即可形成微球结构，不需要复杂的设备和工艺；由于工艺路线简单，该方法成本低、效率高，适于规模化生产。本发明的方法为聚乳酸微球的制备提供了一种新的选择，并具有工艺简单、易于操作、在生产中易于实现的特点。

附图说明

图1为实施例1得到的聚乳酸微球的形态；图2为实施例2得到的聚乳酸微球的形态；图3为实施例3得到的聚乳酸微球的形态；图4为实施例4得到的聚乳酸微球的形态。

具体实施方式

下面将通过具体实施例对本发明作进一步的阐述，其目的是更好的理解本发明的内容，所举实施例并不限制本发明的保护范围。

实施例1.首先将8mg氧化石墨烯的分散于10ml四氢呋喃中，然后将2g聚乳酸溶解于20ml四氢呋喃中，将氧化石墨烯的分散液加入聚乳酸溶液中，室温下搅拌0.5小时，将混合好的聚乳酸与氧化石墨烯的四氢呋喃溶液，浇入培养皿中，室温静置24小时，使溶剂挥发，得到具有微球结构的聚乳酸薄膜，该样品形态结构由扫描电镜测定(见图1)。

实施例2.首先将8mg氧化石墨烯的分散于10ml四氢呋喃中，然后将2g聚乳酸溶解于20ml四氢呋喃中，将氧化石墨烯的分散液加入聚乳酸溶液中，室温下搅拌0.5小时，将混合好的聚乳酸与氧化石墨烯的四氢呋喃溶液，浇入培养皿中，40℃静置24小时，使溶剂挥发，得到具有微球结构的聚乳酸薄膜，该样品形态结构由扫描电镜测定(见图2)。

实施例3.首先将4mg氧化石墨烯的分散于10ml四氢呋喃中，然后将2g聚乳酸溶解于20ml四氢呋喃中，将氧化石墨烯的分散液加入聚乳酸溶液中，室温下搅拌0.5小时，将混合好的聚乳酸与氧化石墨烯的四氢呋喃溶液，浇入培养皿中，30℃静置24小时，使溶剂挥发，得到具有微球结构的聚乳酸薄膜，该样品形态结构由扫描电镜测定(见图3)。

实施例4.首先将4mg氧化石墨烯的分散于10ml四氢呋喃中，然后将2g聚乳酸溶解于20ml四氢呋喃中，将氧化石墨烯的分散液加入聚乳酸溶液中，40℃搅拌0.5小时，将混合好的聚乳酸与氧化石墨烯的四氢呋喃溶液，浇入培养皿中，30℃静置24小时，使溶剂挥发，得到具有微球结构的聚乳酸薄膜，该样品形态结构由扫描电镜测定(见图4)。

Claims

1.一种具有微球结构的聚乳酸材料，其特征是：该种微球由聚乳酸和氧化石墨烯组成，氧化石墨烯占聚乳酸质量分数的0.01-5％。

2.一种新型的聚乳酸微球的制备方法，其特征是：通过溶液共混制备聚乳酸与氧化石墨烯的复合材料，将该复合材料的溶液浇注成膜，通过溶剂挥发去除溶剂，控制该过程的温度、浓度以及溶剂挥发速度制备具有微球结构的聚乳酸材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：通过溶液共混制备聚乳酸与氧化石墨烯的复合材料，方法为：

将氧化石墨烯分散于四氢呋喃，得到一定浓度的氧化石墨烯的分散液。将聚乳酸溶于溶剂，得到一定浓度的聚乳酸溶液。搅拌条件下将氧化石墨烯的分散液倒入聚乳酸溶液中，得到不同质量比的氧化石墨烯分散液与聚乳酸溶液。一定温度下，继续搅拌一定时间，得到聚乳酸/氧化石墨烯混合溶液。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：一定温度下搅拌为30-50℃。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征足：搅拌一定时间为0-5小时。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征是：聚乳酸/氧化石墨烯混合溶液中氧化石墨烯的质量分数为：0.01-5％。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征是：将复合材料的溶液浇注成膜，通过溶剂挥发去除溶剂，控制溶剂挥发速度制备具有微球结构的聚乳酸材料。方法为：将聚乳酸/氧化石墨烯混合溶液浇注于培养皿中，使其在不同的温度下挥发成膜，得到一定厚度的具有不同大小的微球结构的聚乳酸薄膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是：温度优选为20-50℃。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征是：一定厚度为0.1mm-5mm。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征是：微球直径尺寸为5-100μm。