CN106076214B - 一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法，涉及一种高分子微球制备方法，首先将100份的聚乙烯醇溶液（10%），10‑100份的海藻酸钠溶液（0.1‑10%）混合形成均匀的混合液，之后将1‑200份的负载物搅拌加入上述混合液中直至形成均匀的混合物，接着，将上述混合物不断滴加到0.1‑10%的硼砂水溶液中，可形成0.4‑4mm直径的微球，最后，将上述微球取出，将微球在搅拌条件下再次加到1‑10%的氯化钙溶液中，使上述微球表面形成海藻酸钙包裹层，即可得到具有核壳结构的海藻酸钙微球。本发明制备出具有良好通透性、胶凝性和生物相容性的具有核壳结构的海藻酸钠微球，且该微球具有机械强度，适用于工业，农业，生物，医学等领域。

Description

一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子微球制备方法，特别是涉及一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法。

背景技术

高分子微球是一种尺寸分布在微米及纳米级别的，形状为球形或类球形的几何体。因为其具有较大的表面积、高负载能力、可控的几何尺寸和生物相容性，在生物医学工程、免疫检验、电子信息产业、高效液相色谱、催化等许多高新技术领域显示出了良好的应用前景。

高分子微球主要分为三类：天然高分子微球，如明胶、壳聚糖、蛋白类、淀粉等基质；半合成高分子微球，如羧甲基纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等；合成高分子微球，如聚乳酸、聚乳酸复合微球等。

高分子空心微球以独特的结构和性能，其应用前景在生物医药、催化、微反应器和人工细胞等领域备受关注，而自组装的空心微球更是受到科研工作者的青睐。但是传统的自组装空心微球制备方法较为繁复，且所用到的材料大多存在生物相容性差和难于降解的问题，这些不利因素限制了其在生物医药等应用领域的发展。对于天然高分子来说，在相容性和降解方面都要比合成高分子优异，而且还存在毒性小，价格低的特点。所以一些研究学者们开始了大量对天然高分子微球制备的研究。

海藻酸钙微球具有强亲水性、良好的生物相容性和生物降解性，更重要的是它还具有无毒、pH值敏感和制备条件温和等优点受到大多数人的关注。目前对于海藻酸钙微球的制备主要有以下几种方法:

喷雾干燥法:喷雾干燥法就是将溶液喷到热的空气当中,使溶剂快速蒸发,得到聚合物粒子。

喷雾法:喷雾法是以传统喷雾干燥法为依据,发展起来的一种微球制备技术,这种方法克服了传统喷雾干燥法过程中高温对包埋物质的伤害,在微球制备过程中,可以根据不同的实际需求选择不同孔径的喷雾嘴,通过控制喷雾嘴的尺寸、气压大小、分散相流速和粘度等来控制微球的粒径。

油-水乳化法：油水乳化法是将非连续相(细胞或活性物质-聚合物悬浮液),加入到一定体积的连续相(油相)中,其中加入适量的表面活性剂,在搅拌器的作用下,含有细胞或活性物质的水凝胶会在连续相中分散成球形液滴,然后根据聚合物材料各自不同的凝胶性质,通过改变温度或添加交联剂,使水凝胶颗粒最终固化成胶,形成具有一定机械强度的凝胶微球。

水-水乳化法:水-水乳化法是基于使两种聚合物的水溶液不相混溶的原理,两种聚合物的水溶液在临界浓度时是不相容,一种为分散相,另一种为连续相,然后进行乳化,根据聚合物的特性结合相应的方法技术形成凝胶微球。

共轴液流法:共轴液流法是一种微通道法,利用粘度较高的聚合物溶液制备单分散微球的有效方法。利用一定的微通道装置,将聚合物溶液通过针头通到玻璃管中,玻璃管内通以连续相(如液体石蜡),针头与玻璃管共轴且与连续相流动方向相同。分别用注射泵和横流泵控制多聚物和连续相流速。聚合物在连续相的分隔下分成近似大小的液滴,收集形成的液滴,通过离子交联或温度改变凝胶化,形成微球。

目前水-水乳化法这种制备技术是一种新型的凝胶微球制备方法,这种方法简单、易于操作、生产条件温和不需要添加有机溶剂,从而不会对以后使用过程中给使用环境带入杂质，在生物领域应用时不会对生物活性大分子或细胞造成危害，而且制备的凝胶微球圆整度较好,表面光滑,具有一定的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法，本发明以具有良的好生物相容性、可生物降解、无毒、廉价的生物聚合物海藻酸钠为主要原料，与聚乙烯醇形成凝胶混合物，加入负载物在特定的溶液中可形成具有核壳结构的海藻酸钙微球，该制备方法操作简单，制备条件温和，制备的微球圆整度较好，表面光滑，具有相当高的强度和很高的弹性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法，所述方法包括以下过程：

首先将100 份的聚乙烯醇溶液（10%），10-100份的海藻酸钠溶液（0.1-10%）混合形成均匀的混合液，之后将1-200份的负载物搅拌加入上述混合液中直至形成均匀的混合物，接着，将上述混合物不断滴加到0.1-10%的硼砂水溶液中，可形成0.4-4mm直径的微球，最后，将上述微球取出，将微球在搅拌条件下再次加到1-10%的氯化钙溶液中，使上述微球表面形成海藻酸钙包裹层，即可得到具有核壳结构的海藻酸钙微球。

所述的一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法，所述负载物包括不溶于水的无机粉体和可溶于水的酸，碱，盐。

所述的一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法，所述不溶于水的无机粉体包括：碳酸钙，滑石粉，云母粉，白云石粉，高岭土，膨润土，石英砂；可溶于水的物质包括：尿素等各种铵肥，碳酸钠（钾）及碳酸氢钠（钾）以及柠檬酸，酒石酸。

所述的一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法，所述微球颗粒直径大小介于0.5mm~5mm 之间。

本发明的优点与效果是：

1.本发发明工艺简单，操作条件易控制，原料是具有良的好生物相容性、可生物降解、无毒、廉价的生物聚合物海藻酸钠，通过加入机械强度高，稳定性好，廉价的聚乙烯醇，制备出具有良好通透性、胶凝性和生物相容性的具有核壳结构的海藻酸钠微球，且该微球具有一定的机械强度适用于工业，农业，生物，医学等领域。

2.该微球外壳是有海藻酸钠经由氯化钙交联形成的海藻酸钙凝胶层，内核是由不溶于水的无机粉体或者是溶于水的物质构成。本发明所得微球在适当的湿度和pH值条件下，微球表面的外壳结构会缓慢的膨胀，形成凝胶层，使核内所含的物质与壳外部的物质在该层内部实现物质交换，从而达到微球内部物质可控缓慢释放。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明所公开是一种具有核壳结构的海藻酸钙微球及其制备方法，主要通过以下步骤实现的：首先 将100 份的聚乙烯醇溶液（10%），10-100份的海藻酸钠溶液（0.1-10%）混合形成均匀的混合液，之后将1-200份的负载物搅拌加入上述混合液中直至形成均匀的混合物。接着，将上述混合物不断滴加到0.1-10%的硼砂水溶液中，可形成0.4-4mm直径的微球。最后，将上述微球取出，将微球在搅拌条件下再次加到1-10%的氯化钙溶液中，使上述微球表面形成海藻酸钙包裹层，即可得到具有核壳结构的海藻酸钙微球。

实例1：

首先将100 份的聚乙烯醇溶液（10%），90份的海藻酸钠溶液（10%）混合形成均匀的混合液，之后将200份的负载物搅拌加入上述混合液中直至形成均匀的混合物。接着，将上述混合物不断滴加到9%的硼砂水溶液中，可形成4mm左右直径的微球。最后，将上述微球取出，将微球在搅拌条件下再次加到10%的氯化钙溶液中，使上述微球表面形成海藻酸钙包裹层，即可得到具有核壳结构的海藻酸钙微球。

实例2：

首先将100 份的聚乙烯醇溶液（10%），100份的海藻酸钠溶液（10%）混合形成均匀的混合液，之后将180份的负载物搅拌加入上述混合液中直至形成均匀的混合物。接着，将上述混合物不断滴加到10%的硼砂水溶液中，可形成4mm左右直径的微球。最后，将上述微球取出，将微球在搅拌条件下再次加到8%的氯化钙溶液中，使上述微球表面形成海藻酸钙包裹层，即可得到具有核壳结构的海藻酸钙微球。

实例3

首先将100 份的聚乙烯醇溶液（10%），110份的海藻酸钠溶液（8%）混合形成均匀的混合液，之后将150份的负载物搅拌加入上述混合液中直至形成均匀的混合物。接着，将上述混合物不断滴加到8%的硼砂水溶液中，可形成3mm直径的微球。最后，将上述微球取出，将微球在搅拌条件下再次加到6%的氯化钙溶液中，使上述微球表面形成海藻酸钙包裹层，即可得到具有核壳结构的海藻酸钙微球。

Claims (1)

1.一种具有核壳结构的海藻酸钙微球制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：

首先将100 份10%的聚乙烯醇溶液，10-100份0.1%-10%的海藻酸钠溶液混合形成均匀的混合液，之后将1-200份的负载物搅拌加入上述混合液中直至形成均匀的混合物，接着，将上述混合物不断滴加到0.1%-10%的硼砂水溶液中，形成0.4-4mm直径的微球，最后，将上述微球取出，将微球在搅拌条件下再次加到1%-10%的氯化钙溶液中，使上述微球表面形成海藻酸钙包裹层，即可得到具有核壳结构的海藻酸钙微球；

所述负载物包括不溶于水的无机粉体或可溶于水的酸，碱，盐；

所述不溶于水的无机粉体包括：碳酸钙，滑石粉，云母粉，白云石粉，高岭土，膨润土，石英砂；可溶于水的物质包括：尿素，碳酸钠及碳酸氢钠以及柠檬酸，酒石酸；

所述微球颗粒直径大小介于0.5mm~5mm 之间。