CN105709671A - 一种聚电解质微囊的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚电解质微囊的制备方法，包括以下步骤：A)将疏水物质的有机溶液、乳化剂和第一聚电解质在水中混合，得到乳液，所述第一聚电解质为阴离子型聚电解质或阳离子型聚电解质；所述阴离子型聚电解质包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；所述阳离子型聚电解质包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或几种；B)将所述步骤A)中的乳液滴入第二聚电解质的水溶液中，得到聚电解质微囊；所述第一聚电解质和第二聚电解质的可电离基团带有相反电荷。本发明制备的聚电解质微囊对疏水性物质具有较高的包覆率和良好的包埋性能。

Description

一种聚电解质微囊的制备方法
技术领域
本发明属于生物医药材料技术领域，尤其涉及一种聚电解质微囊的制备方法。
背景技术
聚电解质微囊是以天然或合成高分子材料为基质制备的具有半透膜囊壳的球形小囊，可根据实际应用需求包封固体、液体或气体物质，保护物质免受环境条件的影响。同时，聚电解质半透膜还可以控制膜内外物质交换，具有对pH值、离子强度等外界刺激产生响应的特点，在控制-释放领域具有重要应用价值。
聚电解质微囊可以通过多种方法来制备。其中，最典型的方法包括层层自组装法和凝聚法。层层自组装法基于聚阳离子和聚阴离子在基底上的交替吸附来形成聚电解质多层膜。由于聚电解质微粒容易团聚，该方法只能在较低浓度下进行，并且每一步残留在溶液中的聚电解质都需要分离出去，这也给实际应用带来困难。凝聚法是以两种或多种带相反电荷的聚合物材料为囊材，适当条件下，两者在其溶液液滴界面发生静电作用而形成包裹液滴的聚合物微囊。与层层自组装法相比，凝聚法的制备条件简单温和，可以在完全水相体系中完成，更利于药物及生物活性大分子的负载，因而得到了广泛关注。
聚电解质囊壳材料的良溶剂是水，因此，凝聚法均在水介质中进行，而采用上述方法制备的聚电解质微囊也主要用于亲水性物质的包埋。对于疏水性物质，由于极性差异，其很难被包埋到聚电解质微囊中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚电解质微囊的制备方法，本发明提供的制备方法能够将疏水性物质包埋到聚电解质微囊中，并且制备条件简单温和。
本发明提供一种聚电解质微囊的制备方法，包括以下步骤：
A)将疏水物质的有机溶液、乳化剂和第一聚电解质在水中混合，得到乳液，所述第一聚电解质为阴离子型聚电解质或阳离子型聚电解质；
所述阴离子型聚电解质包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；
所述阳离子型聚电解质包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或几种；
B)将所述步骤A)中的乳液滴入第二聚电解质的水溶液中，得到聚电解质微囊；
所述第一聚电解质和第二聚电解质的可电离基团带有相反电荷。
优选的，所述步骤A)具体包括：
A1)将乳化剂和第一聚电解质在水中溶解，得到第一聚电解质溶液；
A2)将疏水物质的有机溶液与所述步骤A1)中的第一聚电解质溶液混合，得到乳液。
优选的，所述乳化剂包括非离子表面活性剂。
优选的，所述第一聚电解质溶液中，乳化剂的质量分数为0.1～1.0％。
优选的，所述第一聚电解质溶液中，第一聚电解质的质量分数为0.5～10％。
优选的，所述疏水物质包括疏水性药物、水不溶性肥料或疏水性农药。
优选的，所述疏水物质包括吲哚美辛、硝苯心定、脲醛树脂、2,4-D和2,4-D丁酯中的一种或几种。
优选的，所述疏水物质的有机溶液包括疏水物质和有机溶剂；
所述有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、正己烷、环己烷、苯、甲苯、正辛醇、正十一醇和油酸中的一种或几种。
优选的，所述疏水物质的有机溶液中疏水物质的质量分数为5～50％。
优选的，所述第二聚电解质的水溶液中，第二聚电解质的质量分数为0.5～10％。
本发明提供了一种聚电解质微囊的制备方法，包括以下步骤：A)将疏水物质的有机溶液、乳化剂和第一聚电解质在水中混合，得到乳液，所述第一聚电解质为阴离子型聚电解质或阳离子型聚电解质；所述阴离子型聚电解质包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；所述阳离子型聚电解质包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或几种；B)将所述步骤A)中的乳液滴入第二聚电解质的水溶液中，得到聚电解质微囊；所述第一聚电解质和第二聚电解质的可电离基团带有相反电荷。本发明首先将疏水性与物质溶于有机溶剂(油相)后，与溶解有乳化剂和带一定电荷聚电解质的水相进行乳化，制备稳定的O/W型乳液，将该O/W型乳液滴入带相反电荷聚电解质的水溶液中，通过相反电荷聚电解质之间的静电相互作用，形成聚电解质微囊。由于油相的引入，本发明制备的聚电解质微囊对疏水性物质具有较高的包覆率和良好的包埋性能。实验结果表明，采用本发明的方法制得的聚电解质微囊的包封率为98.4％，载药量为70.2％。同时，采用本方法制备的微囊避免了疏水性物质与环境的直接接触，减少其在环境中的散失，很好的保留了疏水物质的活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例3中的聚电解质微囊的照片；
图2为本发明比较例1制得的产品的照片；
图3为本发明比较例2制得的产品的照片。
具体实施方式
本发明提供了一种聚电解质微囊的制备方法，包括以下步骤：
A)将疏水物质的有机溶液、乳化剂和第一聚电解质在水中混合，得到乳液，所述第一聚电解质为阴离子型聚电解质或阳离子型聚电解质；
所述阴离子型聚电解质包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；
所述阳离子型聚电解质包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或几种；
B)将所述步骤A)中的乳液滴入第二聚电解质的水溶液中，得到聚电解质微囊；
所述第一聚电解质和第二聚电解质的可电离基团带有相反电荷。
本发明提供的制备方法能够将疏水性物质包埋到聚电解质微囊中。
本发明优选将乳化剂和第一聚电解质在水中溶解，得到第一聚电解质溶液，在本发明中，所述乳化剂优选包括非离子表面活性剂，优选包括烷基酚聚氧乙烯醚型表面活性剂和/或多元醇脂肪酸酯型表面活性剂，最优选包括吐温-80、司盘80和司盘60中的一种或几种；所述第一聚电解质可以是阴离子型聚电解质，或者是阳离子型聚电解质，所述阴离子型聚电解质优选包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；阳离子型聚电解质优选包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚(二烯丙基二甲基氯化铵)中的一种或几种；所述阳离子型聚电解质的重均分子量优选为10～100万，更优选为30～80万，具体的，可以是40万或60万；所述阴离子型聚电解质的重均分子量优选为10～100万，更优选为15～85万。得到的第一聚电解质溶液中，乳化剂的质量分数优选为0.1～1.0％，更优选为0.2％、0.5％、0.8％或1.0％；第一聚电解质的质量分数优选为0.5～10％，更优选为0.5％、3％、5％或10％。
得到第一聚电解质溶液后，本发明优选将疏水物质的有机溶液与所述第一聚电解质溶液混合，得到乳液，本发明优选将疏水物质溶于有机溶剂中，得到疏水物质的有机溶液，然后再将所述疏水物质的有机溶液与所述第一聚电解质溶液混合，得到乳液。在本发明中，所述疏水物质优选包括吲哚美辛、硝苯心定、脲醛树脂、2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)和2,4-D丁酯(2,4-二氯苯氧乙酸丁酯)中的一种或几种；所述有机溶剂优选包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、正己烷、环己烷、苯、甲苯、正辛醇、正十一醇和油酸中的一种或几种；所述疏水物质的有机溶液中，疏水物质的质量分数优选为5～50％，更优选为5％、20％、30％或50％。所述疏水物质的质量分数低于5％或高于50％时，其疏水物质的浓度会影响整体乳液的稳定性。疏水有机溶液和第一聚电解质溶液的体积比优选为(3～7)：(7～3)，更优选为(4～6)：(6～4)。本发明将所述乳液滴入第二聚电解质的水溶液中，得到聚电解质微囊，在本发明中，所述第二聚电解质的可电离基团与所述第一聚电解质的可电离基团具有相反的电荷，当第一聚电解质为阴离子型聚电解质时，第二聚电解质为阳离子型聚电解质，所述阳离子型聚电解质优选包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚(二烯丙基二甲基氯化铵)中的一种或几种；当所述第一聚电解质为阳离子型聚电解质时，第二聚电解质为阴离子型聚电解质，所述阴离子型聚电解质优选包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；所述阳离子型聚电解质的重均分子量优选为10～100万，更优选为30～80万，具体的，可以是40万或60万；所述阴离子型聚电解质的重均分子量优选为10～100万，更优选为15～85万。所述第二聚电解质的水溶液中，第二聚电解质的质量分数优选为0.5～10％，更优选为2％、5％或10％。
本发明通过调节滴加的液滴大小来调节所述聚电解质微囊的尺寸，在本发明中，所述聚电解质微囊的尺寸优选为1.5～3.0mm，具体的，可以是1.5mm、2.0mm、2.5mm或3.0mm；本发明对所述滴加的速度没有特殊的限制，能够使其形成单独的液滴即可。
按照上述方法制备得到的聚电解质微囊为球形，内部包裹有疏水物质的乳液，外部为半透膜，半透膜由第一聚电解质和第二聚电解质通过静电相互作用形成。
本发明制备的聚电解质微囊具有较高的载药量和包封率，结果表明，本发明中聚电解质微囊的载药量大于60％，包封率大于90％。
本发明采用紫外分光光度法测定了聚电解质微囊的缓释效果，结果表明，本发明中的聚电解质微囊在PBS(pH＝7.4)水溶液中缓释时间为8～18天，具有较好的缓释效果。
本发明提供了一种聚电解质微囊的制备方法，包括以下步骤：A)将疏水物质的有机溶液、乳化剂和第一聚电解质在水中混合，得到乳液，所述第一聚电解质为阴离子型聚电解质或阳离子型聚电解质；所述阴离子型聚电解质包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；所述阳离子型聚电解质包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或几种；B)将所述步骤A)中的乳液滴入第二聚电解质的水溶液中，得到聚电解质微囊；所述第一聚电解质和第二聚电解质的可电离基团带有相反电荷。本发明首先将疏水性与物质溶于有机溶剂(油相)后，与溶解有乳化剂和带一定电荷聚电解质的水相进行乳化，制备稳定的O/W型乳液，将该O/W型乳液滴入带相反电荷聚电解质的水溶液中，通过相反电荷聚电解质之间的静电相互作用，形成聚电解质微囊。由于油相的引入，本发明制备的聚电解质微囊对疏水性物质具有较高的包覆率和良好的包埋性能。实验结果表明，采用本发明的方法制得的聚电解质微囊的包封率为98.4％，载药量为70.2％。同时，采用本方法制备的微囊避免了疏水性物质与环境的直接接触，减少其在环境中的散失，很好的保留了疏水物质的活性。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种聚电解质微囊的制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1、将疏水性药物吲哚美辛在三氯甲烷中溶解，形成质量浓度为20％的油相；将乳化剂吐温80，将重均分子量为10万的阴离子聚电解质羧甲基纤维素在水中混合，吐温80与羧甲基纤维素的质量浓度分别为0.2％和0.5％。然后将上述两组分混合后乳化，形成稳定的O/W型乳液；
2、将重均分子量为10万的脱乙酰化壳聚糖在水中溶解，制备质量浓度为2％的水溶液；
3、将步骤1制备的乳液滴入步骤2制备的水溶液中，即可获得包裹吲哚美辛乳液的聚电解质微囊，微囊平均尺寸为1.5mm。
本实施例制备的包裹吲哚美辛乳液的聚电解质微囊，载药量为68.2％，包封率为94.8％。在PBS(pH＝7.4)水溶液中药物释放时间为8天左右，具有良好的缓释效果。
实施例2
1、将疏水性药物硝苯心定在甲苯中溶解，形成质量浓度为5％的油相；将乳化剂司盘80、重均分子量为30万的阴离子聚电解质磺酸纤维素在水中混合，司盘80与磺酸纤维素的质量浓度分别为0.5％和3％。然后将上述两组分混合后乳化，形成稳定的O/W型乳液；
2、将重均分子量为60万的聚二烯丙基二甲基氯化铵和重均分子量为20万的聚烯丙基胺盐酸盐在水中溶解，两者的质量浓度均为2.5％，制备总质量浓度为5％的水溶液；
3、将步骤1制备的乳液滴入步骤2制备的水溶液中，即可获得包裹硝苯心定乳液的聚电解质微囊，微囊平均尺寸为3.0mm。
本实施例制备的包裹硝苯心定乳液的聚电解质微囊，载药量为70.2％，包封率为98.4％。在PBS(pH＝7.4)水溶液中药物释放时间为15天左右，具有良好的缓释效果。
实施例3
1、将疏水性农药2,4-D在正十一醇中溶解，形成质量浓度为50％的油相；将乳化剂司盘60、重均分子量为100万阴离子聚电解质聚丙烯酸钠在水中混合，司盘60与聚丙烯酸钠的质量浓度分别为1.0％和5％。然后将上述两组分混合后乳化，形成稳定的O/W型乳液；
2、将重均分子量为30万阳离子淀粉在水中溶解，制备质量浓度为10％的水溶液；
3、将步骤1制备的乳液滴入步骤2制备的水溶液中，即可获得包裹2,4-D乳液的聚电解质微囊，微囊平均尺寸为2.5mm。
本发明对本实施例制得的聚电解质微囊进行取样观察，结果如图1所示，图1为本发明实施例3中的聚电解质微囊的照片，图1中，容器中有若干个白色小球，白色小球即为聚电解质微囊，由聚丙烯酸钠和阳离子淀粉通过静电作用形成聚电解质微囊的外层半透膜，内部包裹物质为负载疏水性农药2，4-D的正十一醇/水乳液。
本实施例制备的包裹2,4-D乳液的聚电解质微囊，载药量为63.5％，包封率为95.2％。在PBS(pH＝7.4)水溶液中药物释放时间为12天左右，具有良好的缓释效果。
实施例4
1、将疏水性农药2,4-D丁酯在油酸中溶解，形成质量浓度为30％的油相；将乳化剂司盘80、重均分子量为15万阴离子聚苯乙烯磺酸钠在水中混合，司盘80与聚苯乙烯磺酸钠的质量浓度分别为0.8％和10％。然后将上述两组分混合后乳化，形成稳定的O/W型乳液；
2、将重均分子量为40万聚赖氨酸在水中溶解，制备质量浓度为5％的水溶液；
3、将步骤1制备的乳液滴入步骤2制备的水溶液中，即可获得包裹2,4-D丁酯乳液的聚电解质微囊，微囊平均尺寸为2.0mm。
本实施例制备的包裹2,4-D丁酯乳液的聚电解质微囊，载药量为75.3％，包封率为96.0％。在PBS(pH＝7.4)水溶液中药物释放时间为18天左右，具有良好的缓释效果。
实施例5
1、将疏水性农药2,4-D在正辛醇中溶解，形成质量浓度为25％的油相；将乳化剂吐温80、司盘80和重均分子量为10万阴离子海藻酸钠在水中混合，吐温80、司盘80与海藻酸钠的质量浓度分别为0.2％、0.3％和4％。然后将上述两组分混合后乳化，形成稳定的O/W型乳液；
2、将重均分子量为40万聚赖氨酸在水中溶解，制备质量浓度为5％的水溶液；
3、将步骤1制备的乳液滴入步骤2制备的水溶液中，即可获得包裹2,4-D乳液的聚电解质微囊，微囊平均尺寸为2.0mm。
本实施例制备的包裹2,4-D丁酯乳液的聚电解质微囊，载药量为73.0％，包封率为94.7％。在PBS(pH＝7.4)水溶液中药物释放时间为10天左右，具有良好的缓释效果。
比较例1
按照实施例1中的方法，不同的是，采用重均分子量为5万的阴离子聚电解质羧甲基纤维素，重均分子量为80万的阳离子聚电解质聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵制备聚电解质微囊。
本比较例制得的产品如图2所示，图2为本发明比较例1制得的产品的照片，由图2可以看出，没有形成微囊结构。
比较例2
按照实施例3中的方法制备聚电解质微囊，不同的是，采用重均分子量为30万的羧甲基纤维素钠代替聚丙烯酸钠，采用重均分子量为80万的聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵代替阳离子淀粉。
本比较例制得的产品如图3所示，图3为本发明比较例2制得的产品的照片，由图3可以看出，没有形成微囊结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚电解质微囊的制备方法，包括以下步骤：
A)将疏水物质的有机溶液、乳化剂和第一聚电解质在水中混合，得到乳液，所述第一聚电解质为阴离子型聚电解质或阳离子型聚电解质；
所述阴离子型聚电解质包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素、海藻酸钠、磺化纤维素和聚苯乙烯磺酸钠中的一种或几种；
所述阳离子型聚电解质包括聚赖氨酸、脱乙酰壳聚糖、阳离子淀粉、聚烯丙基胺盐酸盐和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或几种；
B)将所述步骤A)中的乳液滴入第二聚电解质的水溶液中，得到聚电解质微囊；
所述第一聚电解质和第二聚电解质的可电离基团带有相反电荷。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体包括：
A1)将乳化剂和第一聚电解质在水中溶解，得到第一聚电解质溶液；
A2)将疏水物质的有机溶液与所述步骤A1)中的第一聚电解质溶液混合，得到乳液。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂包括非离子表面活性剂。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚电解质溶液中，乳化剂的质量分数为0.1～1.0％。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚电解质溶液中，第一聚电解质的质量分数为0.5～10％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述疏水物质包括疏水性药物、水不溶性肥料或疏水性农药。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述疏水物质包括吲哚美辛、硝苯心定、脲醛树脂、2,4-D和2,4-D丁酯中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述疏水物质的有机溶液包括疏水物质和有机溶剂；
所述有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、正己烷、环己烷、苯、甲苯、正辛醇、正十一醇和油酸中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述疏水物质的有机溶液中疏水物质的质量分数为5～50％。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二聚电解质的水溶液中，第二聚电解质的质量分数为0.5～10％。
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