CN104474552A

CN104474552A - 多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法

Info

Publication number: CN104474552A
Application number: CN201410678671.3A
Authority: CN
Inventors: 张明暐; 高园
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明涉及一种多功能三层核壳结构微/纳米粒子的制备方法。该粒子为球形结构，各壳层厚度可控，可以有效并独立地同时包覆多种性质不同的材料或药物，通过在各相中加入功能性辅料，可以实现多功能特性的复合，集多层核壳结构的优势和优异的光、电、磁、声和生物等特性与一体，实现药物可控释放与医学造影成像应用，尤其在疾病治疗和医学成像方面表现出强势的应用前景。制备方法为同轴静电喷雾法，工艺、设备简单，生成的粒子形态可控，所得核壳结构微粒的粒径，形态，核壳厚度比等可以通过改变工作参数加以控制，粒径均匀，具有良好的应用前景。此外，也可将核壳结构粒子作为制备中空及一种特殊的响铃结构的前驱物质。

Description

多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法

技术领域

本发明属于微/纳米材料的制备领域，特别涉及一种多层微/纳米核壳结构的制备方法做为多功能医学成像与药物载体。

背景技术

微/纳米粒子具有区别于宏观材料的高比表面积，量子尺寸效应和表面效应。随着技术的发展，单一化功能的材料已不能满足需求，因而研究的热点逐渐从简单的颗粒制备转向具有特殊结构和复合型的多功能微纳米粒子。核壳结构的微纳米粒子，由于尺寸和结构的双重特殊性而具有多重优越的性能，在传感、催化、光子晶体、涂料、化妆品、食品、生物医学等领域都具有广阔的应用前景。尤其在生物医学领域，多层核壳结构微粒作为药物载体、生物反应器、分离器和组织成像增强剂表现出很大的潜力。通过包覆技术，可以实现外壳材料对内核材料的保护和修饰，将被包覆的材料和外界分隔。不仅可将外壳粒子特有的性能赋予内核粒子，并且可以改善粒子的表面活性，生物兼容性，稳定性等。另一方面，核壳结构的内核可以由空气或是不同液体搭配纳米磁性粒子组成，藉由外壳保护所包覆的内核后搭配超声与核磁共振成像，达到提升医学影像提升品质。

现有的制备三层核壳结粒子方法包括溶胶凝胶法、模板法、沉积法、微流控法等在内的主流制备技术在两种组分的操控上基本满足制备要求，然而在制备具有复杂结构时则受到一系列问题的限制，如工艺繁琐，产率低下，需要添加剂或辅助工具，不易控制粒子形态，粒子易团聚等。相较而言，自组装法对于多组分结构的控制灵活，然而基于静电相互作用的形成机理也限制了使用材料的种类。有必要寻找一种灵活有效适用范围更广的包覆技术实现多种组分的复合并保持各组分的独立性及可控性。

电流体驱动雾化技术（包括电纺和电喷技术）是一种利用带电液流在高压静电场下由于电荷间的斥力作用被拉伸从而形成微/纳米粒尺度材料的方法。基于此原理的同轴电喷技术，使用两个同轴放置的针作为喷头，不仅能灵活控制形成多孔、中空、核壳等结构，并且生成的粒子颗粒尺寸分布均匀，可改善物质的可加工性，将不可混合的物质包覆在不同的壳层内。在这个过程中，微粒主要受到三方面因素的影响，包括：溶液的性质（粘度，电导率，表面张力等），过程参数（溶液流速，接收距离，电压等），环境参数（温度，湿度，空气流速等）。通过调节工艺参数，可以有效控制生成物的形态结构及表面特性等。同理，增加同轴针的层数进行电喷，可以制备多层核壳结构粒子。

已有研究通过三针同轴电喷制备出具有三层核壳的粒子。三层核壳比双层核壳更具优势。例如，Yi-Hsuan 等采用三针同轴电喷合成了单离散分布的PLGA载药粒子，成功将EGCG和Budesonide分层包覆于不同高分层中，并可以通过不同的驱动因素实现不同高分子层的药物独立释放。然而制备三层核壳结构粒子多功能药物载体具有药物缓释与实时成像功能是目前尚待解决的难题，例如：三层结构具有多层高分子与一层油相组成，该高分子层可以作为载体装载药物、染剂、微纳米磁性粒子，油相可以装载药物，达到多功能药物载体的应用，提供一种具有即时成像追踪与药物释放动能控制的为纳米粒子。此外，藉由临床的医学超声波与磁场诊断系统将药物载体定位在疾病发生部位，并且达到在特定区域即时影像诊断后立即诱导药物释放，药物的释放机制能有效的在人体中操作与追踪，具有临床应用的潜在优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法。

一种多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法，

1)制备聚合物溶液，将材料溶解到有机溶剂中，搅拌均匀得到均一的聚合物溶液；

2)制备电喷液，将辅料加入到上述聚合物溶液中，搅拌均匀制成电喷液；

3)将电喷液移入注射器，在微量注射泵的推动下，电喷液经由多元同轴针，进行电喷得到多层微/纳米核壳结构的多功能载体；

所述的核壳结构为微米或纳米尺寸的球形结构，所述的多层为三层或三层以上，至少有一层材料为油相，使用同轴电喷法通过对三相材料进行电喷制得。

所述核壳结构颗粒的大小和壳厚可通过改变溶液的性质（分子量和浓度）和工作参数进行调控，可以实现不同核/壳尺寸及比例的颗粒的制备。

所述的多层核壳结构微粒至少一个壳层为油性材料。

可以选择性去除核壳内部各层中的油相从而得到具有中空或响铃型特殊结构的微/纳米球，该核壳结构微粒可以作为制备中空及粒中粒的响铃型结构。

所述的多层核壳至少在一相中加入辅料来实现多功能的复合，辅料所在相以及在所在相中的比例可以依据需求的不同而选定。

不同的载体材料在其所在相的相对浓度随种类的不同会引起其物化性质上很大的差异。在电喷中不同载体材料的浓度选择依据材料的特点和需求的不同而选定。

所述的载体材料选自以下材料：有机物，无机物，或有机/无机复合物。有机物包括：聚醚、聚苯醚、聚酸酐、聚噻吩、聚苯胺、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、聚烯烃、聚卤代烯烃、聚苯乙烯、聚对苯乙烯、聚氧乙烯、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸钠、聚环氧乙烷、聚甲基乙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸对苯二胺、聚醋酸乙烯、聚乙炔、聚羟基乙酸、聚丙烯酸、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甲基倍半硅氧烷，聚ε-己内酯、聚丁内酯、聚戊内酯、聚吡咯、聚-α-氨基酸、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、对苯二甲酸羟丙基甲基纤维素、对苯二甲酸纤维素、淀粉及其衍生物、纤维蛋白、丝蛋白、甲壳素、壳聚糖、硫酸软骨素。胶原、明胶、水凝胶、透明质酸以及其共聚物、衍生物或混合物。无机物包括：Al₂O₃、CuO、NiO₂、SiO₂、GeO₂、V₂O₅、Mn₂O₃、Mn₃O₄、ZrO₂、ZnO、Co₃O₄、Nb₂O₅、MgTiO₃、PdO、CeO₂、BaTiO₃、La₂CuO₄、SnO₂、NiFe₂O₄、Fe₃O₄、NiTiO₃。

所述的溶剂选自以下材料：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、二氯乙烷、三氯丙烷、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二硫化碳、二氧六环、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、环氧丙烷醋酸甲酯、三氟乙酸、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮、甲苯环己酮、甲乙酮、乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙烯乙二醇醚、石油醚、乙腈、吡啶、苯酚、四氯化碳、乙二胺、三乙胺、三丁胺、三锌胺、三乙醇胺、六甲基磷酰胺、二甲基二酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、水。

所述的油性材料为选自以下材料：氟化碳、全氟碳、矿物类油、植物油、脂肪酸。包括：全氟化碳、矿物油、二甲基硅油、白油、烷烃类、烯烃类、石油醚，液态石蜡、甘油、橄榄油、大豆油、色拉油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油、葡萄籽油、蓖麻油、亚麻油、小麦胚芽油、花生油、芝麻油、桃杏仁油、坚果油、荷巴巴油、椰子油、棕榈油。

所述的辅料选自以下材料：磁性粒子、量子点、各相异性纳米颗粒、高原子序数金属、染剂。磁性粒子包括：Fe、Co、Ni、Mn，MeFe₂O₄(Me=Co、Ni、Mn) ，Fe₃O₄纳米粒子，Fe₂O₃纳米粒子。量子点包括：碳量子点、CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、InAs。高原子序数金属包括：Au、Ag、Pt、Zn、Ti。所述的染料选自以下材料：分散染料、荧光染料、冰染染料、阳离子染料、硫化染料、酞菁染料、活性染料、直接染料、酸性染料、碱性染料、缩聚染料、还原染料、光致发光染料。

所述的药物选自以下药物:抗酸药、抗糖尿病药、维生素、抗血栓药，抗出血药、抗高血压药、利尿剂、血管舒张剂、β受体阻断剂、钙通道阻断剂、肾素抑制剂、抗心绞痛药、降血脂药、润肤剂、促愈合剂、止痒剂、康银屑病药、医用敷料、下丘脑-垂体激素、皮质类固醇、性类固醇、甲状腺激素、抗甲状腺药、抗微生物剂、抗寄生虫药、免疫球蛋白、疫苗、化疗药、免疫调节剂、肌肉增强剂、抗炎药、抗风湿药、皮质激素、肌肉松弛剂、麻醉剂、止痛剂、抗偏头痛药、情绪稳定药、抗精神障碍药、精神兴奋药、解充血药、支气管扩张药、咳嗽药、眼科用药、耳科用药、解毒剂、放射药物。

本发明有益效果：

(1)本发明可制备具有单一步骤成形多功能多层微纳米药物载体，具有包覆抗癌药物、相变溶液及超顺磁粒子，作为双模态超声波/磁力影像诊断对比剂与药物释放控制之载体。

(2)本发明具有多轴电喷各项控制参数与溶液性质，研制具有磁敏感性的奈米粒中粒载体结构，将药物完美的包覆于该奈米单一内核中，在未施加超声场与磁场的状态下，该药物载体的药物自然释放量趋近于零，并且可以作为超声波与MRI对比剂，如此可以追踪粒中粒药物载体位置，与大幅降低高毒性药物在体内的副作用。

(3)本发明提出的制备方法工艺简单，适用性强，可以用于多种材料间的复合；操作过程易控，可根据应用的需要方便的选择材料与控制参数。可广泛应用于传感、催化、光子晶体、涂料、化妆品、食品、生物医学等多领域应用。

(3)通过调节电喷液的工作参数设置，获得具有不同粒径和不同壳厚比的微球；可以独立有效地封装不同组分，使各组分互不接触；广泛的应用于各种溶解性不同的药物的控制释放，具有良好的应用前景。

(4)本发明所制得的多功能多层微/纳米核壳结构，在传统核壳结构粒子的优势基础上，具有化学、电学、磁学、声学、机械性能等复合特性。可以应用于传感、催化、光子晶体、涂料、化妆品、食品、生物医学等多领域，尤其在药物载体和组织成像增强剂方面，与现有的材料和产品相比表现出更为丰富的应用方向。

作为药物载体：

可以实现亲水性材料间的复合，疏水性材料间的复合，以及亲水性疏水性材料间的复合。

可以实现有机材料与无机材料间的复合。如通过复合将单质或离子状态的重金属包覆在生物兼容性的有机聚合物材料中，降低其对生物体的危害。

可以实现多种药物加载到同一药物载体上，并可控制药物的顺序释放，而且可以提供多级的释放速率维持药物在体内保持在一定的水平，对于药物间协同起作用，增强疗效具有重要的意义。

可以开发多功能的药物载体，如结合诊断与治疗功能于一体；或者例如在磁性粒子中引入荧旋光性能可以同时实现药物的靶向释放和药物追踪。

磁性核壳结构粒子不仅更利于调节药物释放速度，并且可以实现药物的靶向控制，借助外磁场的导航，到达病灶位置再释放，很大程度上提高药物的利用率，尽可能的降低了对生物体的毒副作用。

磁性核壳结构粒子对于癌症的治疗也有很好的效果，靶向热疗利用磁性粒子在体外交变磁场作用下产生热效应，根据肿瘤细胞与正常细胞对于热敏感性不同的机理降低对肿瘤细胞的血供，引起局部温度升高从而杀死肿瘤细胞。

作为造影剂：

有望在声学造影方面应用。在多层核壳粒子中引入油层，与微泡造影剂相似，利用油层在超声作用下声阻抗的不同，增强散射回波，从而更清楚的显示血流灌注情况。与微泡造影剂相比稳定性更好，有利于延长扫描的时间。对于开发兼具诊断与治疗作用的靶向声学造影剂提供了一种可能的结构。

有望在磁共振成像方面应用。在多层核壳粒子中引入磁性粒子，利用不同组织中氢质子浓度差异引起的弛豫效应增强对比信号从而识别组织器官的功能状态。而多层核壳有利于提高磁性粒子的生物兼容性以及稳定性，有利于延长在血液循环中的时长。对于磁共振成像造影剂的优化提供了一定的启发。

(5)本发明所制备的多功能多层微/纳米核壳结构可以作为制备中空结构和响铃结构的前驱体。本发明制备的响铃结构可以应用在光催化，微型反应器，传感以及生物医药等多方面。

附图说明

图1是三针同轴电喷法装置示意图，附图标记: 1.储液池、2.微量注射泵、 3.三元同轴针、4.环形接地电极、5.收集装置、6.高压静电发生器；

图2是多层微/纳米核壳结构的制备流程图；

图3 A是三层核壳粒子的结构示意图，内外层均为料聚ε-己内酯聚合物，中间层为橄榄油油层；

图3 B是三层核壳粒子的结构示意图，磁性粒子包覆在外层聚ε-己内酯，药物包覆在内层聚ε-己内酯的情况，矿物油为中间层；

图3 C是三层核壳粒子的结构示意图，磁性粒子包覆在内层甲壳素的情况，硅油为中间层，聚乳酸-羟基乙酸共聚物为外层；

图3 D是三层核壳粒子的结构示意图，外层为聚ε-己内酯包覆罗丹明B荧光染剂做为外层，磁性粒子包覆在硅油中间层，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）包覆Evans Blue 做为内层；

图3 E是三层核壳粒子的结构示意图，聚甲基有机硅倍半氧烷 (PMSQ)包覆罗丹明B染剂做为最外层溶液，聚乙烯吡咯烷酮包覆Evans Blue染剂做为中间层溶液，橄榄油不作处理作为电喷的内层溶液；

图3 F是粒中粒的响铃结构示意图，聚ε-己内酯作为内层和外层材料；全氟己烯(PFH)作为电喷的中间层溶液；

图4是多功能多层微/纳米核壳结构的光学显微镜图。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图对本发明进行进一步阐述，实施例仅用来说明本发明而不限制本发明的范围。

本发明多功能多层微/纳米核壳结构涉及的制备方法，如流程图2所示（所示为三层），可按如下步骤进行：

(1)制备聚合物溶液，将高分子溶解到有机溶剂中，搅拌均匀得到均一透明溶液；

(2)制备电喷液，将染剂以及其他辅料加入到上述聚合物溶液中，搅拌均匀制成电喷液；

(3)电喷液移入注射器，在微量注射泵的推动下，电喷液经由三元同轴针，静电喷雾法进行电喷。

所用装置如图1中所示，基本构成包括：高压静电发生器6、微量注射泵2、三元同轴针3、环形接地电极4、收集装置5。上述的三元同轴针，其尺寸可以为如下，但不限于：内层、中间层、外层针的内径分别为0.3 mm，1.0 mm，2.2 mm；内层、中间层针、外层针的外径分别为0.5 mm，1.6 mm, 2.4mm。

上述的静电喷雾法的工作参数为：电压为2-30 kV，针尖与接受装置之间的距离为0.5-40 cm，流速为内层：0.01-0.5 ml/h，中间层：0.3-4 ml/h，外层：2.0-18 ml/h。

本发明利用静电喷雾法来制备核壳结构微球，所得粒子尺寸为纳米到微米数量级，在稳定的泰勒锥前提下，通过降低整体的流速，升高电压可以降低粒子的粒径。

对于三层微/纳米核壳结构来说，本发明可通过不同的流速设置，对三相电喷液进行同轴电喷，得到不同粒径分布的核壳结构微球。通过调整三个流动相的流速相对大小关系，可以获得不同壳厚比的核壳粒子，可获得较为理想的多层结构粒子。该多层结构粒子的内层、中间层、外层主要组成可以为高分子、油相、高分子组成，在各相溶液中加入辅料或药物可以实现粒子多功能的复合。

实施例1

实验装置按照图1所示搭建。实验材料聚ε-己内酯（平均分子量45,000），染剂罗丹明B购于Aldrich Co.（USA）。配制PCL质量分数为5%的溶液，使用二氯甲烷作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟，得到无色透明溶液，并向其中加入0.05 mg染剂罗丹明B，搅拌均匀后作为电喷的内层溶液；橄榄油不作处理作为电喷的中间层溶液; 配制聚ε-己内酯质量分数为5%的溶液，使用二氯甲烷作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟，得到无色透明溶液，搅拌均匀后作为电喷的外层溶液。

将配置好的电喷液移入注射器（5 ml）中，通过硅胶管分别连接到三元同轴针的外、中、内通道上，此三元同轴针即为喷射针头，连接高压电源的正极，下电极采用一个环形电极，连接高压电源的负极，通过微量注射泵控制溶液的流量。调节注射泵的速度，将外、中、内层流速分别设置为8 ml/h，1.0 ml/h，0.1 ml/h；然后启动高压电源，调节电压值至得到稳定的泰勒锥，电压值设置为18 kV时射流稳定，使用载玻片直接收集微球，接收距离20 cm，即可得到三层核壳载药微球。制成的微纳米粒子配制聚ε-己内酯包覆染剂罗丹明B，罗丹明-B的发射波长窗设为650到~750 nm，并同时具有一油相为中间层作为超声造影微纳米粒子，如图3A所示。

实施例2

配制聚ε-己内酯质量分数为5%的溶液，使用二氯甲烷作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟，得到无色透明溶液，并按照质量比聚ε-己内酯溶液：Fe₃O₄：Tween 80 = 96:3:1将几种材料搅拌均匀，此溶液作为电喷的最外层溶液；矿物油不作处理作为电喷的中间层溶液；配制聚ε-己内酯质量分数为5%的溶液10 ml，使用二氯甲烷作为溶剂，并在其中加入0.05 g紫杉醇药物，搅拌均匀后此溶液作为电喷的最内层溶液。

将配置好的电喷液移入注射器（5 ml）中，通过硅胶管分别连接到三元同轴针的外、中、内通道上，调节注射泵的速度，将外、中、内层流速分别设置为8 ml/h，1.0 ml/h，0.1 ml/h；然后启动高压电源，调节电压至得到稳定的泰勒锥，用载玻片直接收集，接收距离20 cm，最终获得具有配制聚ε-己内酯包覆矿物油、Fe₃O₄与紫杉醇药物的多功能药物载体，做为超声与核磁共振造影成像的紫杉醇药物载体，如图3B所示。

实施例3

配制聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量分数为5%的溶液，使用二氯甲烷作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟，得到无色透明溶液，此溶液作为电喷的最外层溶液；硅油不作处理作为电喷的中间层溶液；配制甲壳素质量分数为7%的溶液，使用三氟乙酸作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟，得到无色透明溶液，并按照质量比甲壳素溶液：Fe₃O₄：Tween 80 =96:3:1将几种材料搅拌均匀，此溶液作为电喷的最内层溶液。

将配置好的电喷液移入注射器（5 ml）中，通过硅胶管分别连接到三元同轴针的外、中、内通道上，此三元同轴针即为喷射针头，连接高压电源的正极，下电极采用一个环形电极，连接高压电源的负极，通过微量注射泵控制溶液的流量。调节注射泵的速度，将外、中、内层流速分别设置为8 ml/h，1.0 ml/h，0.1 ml/h；然后启动高压电源，调节电压至得到稳定的泰勒锥，使用载玻片直接收集，接收距离20 cm，即可得到双模态超声与MRI造影剂，如图3C所示。

实施例4

配制聚ε-己内酯质量分数为5%的溶液，使用二氯甲烷作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟，得到无色透明溶液，并向其中加入0.05 mg罗丹明B荧光染剂，搅拌均匀后作为电喷的最外层溶液；按照质量比二甲基硅油：Fe₃O₄：Tween 80=96:3:1将几种材料搅拌均匀，作为电喷的中间层溶液。二甲基硅油（粘度~100 m Pa·s）购于Aladdin Co.（USA）。以去离子水为溶剂配制聚乙烯吡咯烷酮（PVP）质量分数为15%的溶液。称量后的PVP加入去离子水中后，使用磁力搅拌器，设定温度60℃，以200 r/min的速度搅拌1小时，得到均一透明溶液。并向溶液中加入质量分数1%的Evans Blue水溶性染剂，搅拌均匀后作为电喷的内层溶液。

将配置好的电喷液移入注射器（5 ml）中，通过硅胶管分别连接到三元同轴针的外、中、内通道上，此三元同轴针即为喷射针头，连接高压电源的正极，下电极采用一个环形电极，连接高压电源的负极，通过微量注射泵控制溶液的流量。调节注射泵的速度，将外、中、内层流速分别设置为8 ml/h，1.0 ml/h，0.1 ml/h；然后启动高压电源，调节电压至得到稳定的泰勒锥，使用载玻片直接收集，接收距离20 cm，即可得到具有双模态染剂的微纳米药物载体，如图3D所示。

实施例5

聚甲基有机硅倍半氧烷 (PMSQ) 质量分数为18%的溶液，使用乙醇作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟，得到无色透明溶液，并向其中加入0.05 mg罗丹明B荧光染剂，搅拌均匀后作为电喷的最外层溶液；以去离子水为溶剂配制聚乙烯吡咯烷酮（PVP）质量分数为15%的溶液。称量后的PVP加入去离子水中后，使用磁力搅拌器，设定温度60℃，以200 r/min的速度搅拌1小时，得到均一透明溶液。将此溶液按照质量比PVP溶液：Evans Blue=99：1加入水溶性染剂，搅拌均匀，此溶液作为电喷的中间层溶液，橄榄油不作处理作为电喷的内层溶液。

将配置好的电喷液移入注射器（5 ml）中，通过硅胶管分别连接到三元同轴针的外、中、内通道上，调节注射泵的速度，将外、中、内层流速分别设置为8 ml/h，1.0 ml/h，0.1 ml/h；然后启动高压电源，调节电压至得到稳定的泰勒锥，使用载玻片直接收集，接收距离20 cm，即可得到具有超声成像的多功能双模态释放染剂微球载体，如图3E所示。

实施例6

配制配制聚ε-己内酯质量分数为5%的溶液，使用二氯甲烷作为溶剂，在磁力搅拌器上以200 r/min的速度搅拌20分钟至均匀，得到无色透明溶液，作为电喷的内层和外层溶液；全氟己烯(PFH)不作处理作为电喷的中间层溶液。

将配置好的电喷液移入注射器（5 ml）中，通过硅胶管分别连接到三元同轴针的外、中、内通道上，调节注射泵的速度，将外、中、内层流速分别设置为8 ml/h，1.0 ml/h，0.1 ml/h；然后启动高压电源，调节电压至得到稳定的泰勒锥，即可得到三层核壳载药微球，使用铝箔进行收集，接收距离20 cm。将收集到的粒子浸入收集器中，当全氟己烯被挥发出来后，即可得到具有特殊的粒中粒的响铃结构的粒子，如图3F所示。

Claims

1.一种多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法，其特征在于，

1)制备基础溶液，将有机物，无机物，或有机/无机复合物溶解到有机溶剂中，搅拌均匀得到均一的聚合物溶液；

2)制备电喷液，将辅料加入到上述基础溶液中，搅拌均匀制成电喷液；

3)将电喷液移入注射器，在微量注射泵的推动下，电喷液经由多元同轴针，进行电喷得到多功能多层微/纳米核壳结构；

所述的核壳结构为微米或纳米尺寸的球形结构，所述的多层为三层或三层以上，至少有一层材料为油相，使用同轴电喷法通过对多层材料进行电喷制得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，核壳结构颗粒的大小和壳厚通过改变电喷液的性质和工作参数进行调控，可以实现不同核/壳尺寸及比例的颗粒的制备。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的核壳结构微粒至少一个壳层为油性材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的油性材料可以通过在所述的多层核壳结构微粒中选择性去除，从而得到具有中空或响铃型结构的微/纳米球，可以作为制备中空及粒中粒的响铃型结构。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的多层核壳至少在一层中加入辅料与药物来实现多功能的复合，辅料与药物所在相以及在所在相中的比例依据需求的不同而选定。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电喷的基础溶液选自以下材料：有机物，无机物，或有机/无机复合物；有机物包括：聚醚、聚苯醚、聚酸酐、聚噻吩、聚苯胺、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、聚烯烃、聚卤代烯烃、聚苯乙烯、聚对苯乙烯、聚氧乙烯、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸钠、聚环氧乙烷、聚甲基乙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸对苯二胺、聚醋酸乙烯、聚乙炔、聚羟基乙酸、聚丙烯酸、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甲基倍半硅氧烷，聚ε-己内酯、聚丁内酯、聚戊内酯、聚吡咯、聚-α-氨基酸、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、对苯二甲酸羟丙基甲基纤维素、对苯二甲酸纤维素、淀粉及其衍生物、纤维蛋白、丝蛋白、甲壳素、壳聚糖、硫酸软骨素、胶原、明胶、水凝胶、透明质酸以及其共聚物、衍生物或混合物；无机物包括：Al₂O₃、CuO、NiO₂、SiO₂、GeO₂、V₂O₅、Mn₂O₃、Mn₃O₄、ZrO₂、ZnO、Co₃O₄、Nb₂O₅、MgTiO₃、PdO、CeO₂、BaTiO₃、La₂CuO₄、SnO₂、NiFe₂O₄、Fe₃O₄、NiTiO₃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的溶剂选自以下材料：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、二氯乙烷、三氯丙烷、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二硫化碳、二氧六环、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、环氧丙烷醋酸甲酯、三氟乙酸、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮、甲苯环己酮、甲乙酮、乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙烯乙二醇醚、石油醚、乙腈、吡啶、苯酚、四氯化碳、乙二胺、三乙胺、三丁胺、三锌胺、三乙醇胺、六甲基磷酰胺、二甲基二酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、水。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的油性材料为选自以下材料：氟化碳、全氟碳、矿物类油、植物油、脂肪酸，包括：全氟化碳、矿物油、二甲基硅油、白油、烷烃类、烯烃类、石油醚，液态石蜡、甘油、橄榄油、大豆油、色拉油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油、葡萄籽油、蓖麻油、亚麻油、小麦胚芽油、花生油、芝麻油、桃杏仁油、坚果油、荷巴巴油、椰子油、棕榈油。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的辅料选自以下材料：磁性粒子、量子点、各相异性纳米颗粒、高原子序数金属、染剂；磁性粒子包括：Fe、Co、Ni、Mn，MeFe₂O₄(Me=Co、Ni、Mn) ，Fe₃O₄纳米粒子，Fe₂O₃纳米粒子；量子点包括：碳量子点、CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、InAs；高原子序数金属包括：Au、Ag、Pt、Zn、Ti；所述的染料选自以下材料：分散染料、荧光染料、冰染染料、阳离子染料、硫化染料、酞菁染料、活性染料、直接染料、酸性染料、碱性染料、缩聚染料、还原染料、光致发光染料。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的药物选自以下药物:抗酸药、抗糖尿病药、维生素、抗血栓药，抗出血药、抗高血压药、利尿剂、血管舒张剂、β受体阻断剂、钙通道阻断剂、肾素抑制剂、抗心绞痛药、降血脂药、润肤剂、促愈合剂、止痒剂、康银屑病药、医用敷料、下丘脑-垂体激素、皮质类固醇、性类固醇、甲状腺激素、抗甲状腺药、抗微生物剂、抗寄生虫药、免疫球蛋白、疫苗、化疗药、免疫调节剂、肌肉增强剂、抗炎药、抗风湿药、皮质激素、肌肉松弛剂、麻醉剂、止痛剂、抗偏头痛药、情绪稳定药、抗精神障碍药、精神兴奋药、解充血药、支气管扩张药、咳嗽药、眼科用药、耳科用药、解毒剂、放射药物。