CN106178125A - 一种纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的制备方法。以壳聚糖、钙盐和磷酸盐为原料。其步骤依次如下：将配制的磷酸盐/壳聚糖乙酸溶液加到含有表面活性剂的液体石蜡中，搅拌均匀，形成油包水型乳液；滴加交联剂进行交联；再加入碱溶液调节pH，然后加入钙盐，搅拌均匀；最后经洗涤、干燥得到复合微球。本发明方法制备的复合微球形态圆整均匀，纳米羟基磷灰石以纳米态均匀分布于复合微球内部及表面。该方法利用壳聚糖和纳米羟基磷灰石良好的生物相容性、成骨活性和生物可降解性制备了纳米复合微球，在微创治疗骨组织缺损、骨科美容及药物控制释放方面有潜在的应用价值。

Description

一种纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球的方法，属于生物医学工程领域，在骨组织工程、骨修复材料及药物控制释放方面具有一定的应用价值。
背景技术
目前有较多无机纳米粒子/高分子复合材料被用到骨组织工程中，但多为块状或者粉体材料，这些材料表现出无机纳米粒子团聚、生物活性不高、生物降解可靠性差等问题。利用高分子基质活性基团，原位形成无机纳米粒子，构筑无机纳米粒子/高分子复合微球，可有效应对这些问题。大比表面积和高的表面活性与高分子基质活性基团产生化学键结合，从而获得好的生物活性和机械性能的复合微球。复合微球即可以作为药物载体，又可以作为注射型骨填充材料，合适的药物载体既可保护药物，又可延长药物的释放时间，并可使药物在特定的部位释放，以提高其生物利用率。因此在骨组织工程和药物缓释领域有很大的应用潜力。
发明内容
本发明提供无毒且具有良好的成骨活性的一种纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的制备方法。
本发明的具体实施步骤如下：
（1）将壳聚糖溶解到乙酸溶液中制得壳聚糖乙酸溶液；
（2）将磷酸盐溶于壳聚糖乙酸溶液中搅拌均匀；
（3）将质量浓度为1~5%的表面活性剂加入到液体石蜡中，在水浴锅中搅拌，缓慢加入壳聚糖乙酸溶液，保持温度不变，搅拌乳化，形成白色乳状油包水乳液；
（4）逐滴加入戊二醛进行交联;
（5）滴加碱溶液调节pH，再缓慢加入的钙盐化合物，搅拌均匀，静置后得到下层沉淀，依次用石油醚、异丙醇洗涤沉淀，置电热鼓风干燥箱中干燥，得纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球粉末。
步骤（1）所述的壳聚糖为羧甲基壳聚糖、季铵化壳聚糖、壳聚糖盐酸盐中的一种或几种，脱乙酰度为55~95%；所述的壳聚糖质量浓度为1~6%；所述的乙酸质量浓度为1~5%。
步骤（2）所述的磷酸盐为碱金属或氨的磷酸盐类化合物；所述的磷酸盐与壳聚糖的质量比为0.2-1.2。
步骤（3）所述的液体石蜡与壳聚糖质量比为100~400；所述的温度为20~60℃；所述的表面活性剂为脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、蔗糖酯的一种，质量浓度为1~5%，其亲水亲油平衡值为5~15。
步骤（4）所述的交联剂为戊二醛、香草醛中的一种；所述的交联剂与壳聚糖质量比为0.1~1.5。
步骤（5）中调节pH至8~10，所述的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种，摩尔浓度为0.1~0.6 mol/L；所述的钙盐化合物为氢氧化钙、硝酸钙、氯化钙、氟化钙及溴化钙中的一种，钙盐化合物与磷酸盐钙磷摩尔比为5:3。
所得的复合微球形态圆整均匀，纳米羟基磷灰石以纳米态均匀分布于复合微球内部及表面。该复合微球在微创治疗骨组织缺损、骨科美容及药物控制释放方面有潜在的应用价值。
纳米羟基磷灰石和壳聚糖复合微球具有良好的生物相容性、成骨活性和生物可降解性。纳米羟基磷灰石在成分和结构上与天然骨组织相似，能与骨组织形成化学键合，具有良好的成骨活性。另外，纳米羟基磷灰石具有独特的钙三角离子通道，易被其它离子替换或填充，如Ag+、Cu2+等，能赋予其独特的抗菌性能，并且纳米羟基磷灰石晶体不同表面对蛋白或药物具有特异的吸附性，因此纳米羟基磷灰石在药物/生长因子缓释方面具有潜在应用。壳聚糖是一种天然的聚阳离子多糖，由甲壳素脱乙酰化而得，其结构与细胞外基质中的主要成分糖胺多糖十分相似，可促进多种细胞的粘附与功能表达，有良好的细胞相容性。而且壳聚糖在体内可被溶解酶分解，是一种天然可降解高分子，降解产物无毒性、无致敏性及无致癌性。因此，纳米羟基磷灰石与壳聚糖复合微球综合两种材料的优良特性，能为当前骨缺损修复问题提供有效的解决方案。
以下结合附图所示实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
附图说明
图1纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球表面SEM图片；
图2纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球断面SEM图片。
具体实施方式
实施例1
将0.4 g 壳聚糖溶于2wt%（乙酸的浓度）的乙酸水溶液中，制备出4wt%浓度的壳聚糖乙酸溶液，取0.972 g Na3PO4•12H2O加入壳聚糖乙酸溶液，充分溶解后水浴去除溶液中气泡，待用。将120 g液体石蜡与3.8 g span 80混合置150 ml锥形瓶中，搅拌30 min后缓慢加入含Na3PO4的CS乙酸溶液。37℃下搅拌乳化3 h，形成白色乳状油包水乳液。逐滴加入50%（戊二醛的浓度）戊二醛进行交联，搅拌30 min后，滴加NaOH水溶液调节pH ≈ 8，然后缓慢加入含1.007 g Ca(NO3)2•4H2O的水溶液，连续搅拌反应6 h，得到混合均匀的乳浊液。静置6 h得到下层沉淀，加入石油醚充分洗涤产物，离心分离后，用异丙醇洗涤沉淀，置电热鼓风干燥箱中50℃下干燥12 h，即得纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球粉末。
图1、图2可见，纳米羟基磷灰石在复合微球表面和内部均分布均匀，以纳米晶体形式存在。
实施例2
将0.5 g壳聚糖溶于乙酸水溶液中，制备3wt%浓度（壳聚糖浓度）的壳聚糖乙酸溶液，然后将1.458 g Na3PO4•12H2O加入壳聚糖乙酸溶液，充分溶解后水浴去除溶液中气泡，待用。将4.0 g tween-20加入到130 g的液体石蜡中，40℃的水浴锅中搅拌30 min后，缓慢加入含Na3PO4的壳聚糖乙酸溶液，保持40℃不变，搅拌乳化4 h，形成白色乳状油包水乳液。逐滴加入1 g 50%戊二醛进行交联，搅拌30 min后，滴加氨水溶液调节pH ≈ 9，然后加入含1.458g Na3PO4•12H2O的水溶液，连续搅拌反应6 h，得到混合均匀的乳状液。静置6 h得到下层沉淀，依次加入石油醚、异丙醇洗涤沉淀，50℃下烘干，得纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球粉末。

Claims (4)

1.一种纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的制备方法，其依次步骤如下：
（1）将壳聚糖溶解到乙酸溶液中制得壳聚糖乙酸溶液；所述的壳聚糖的脱乙酰度为55~95%；所述的壳聚糖质量浓度为1~6%；所述乙酸质量浓度为1~5%；
（2）将磷酸盐溶于壳聚糖乙酸溶液中搅拌均匀，成为含磷酸盐的壳聚糖乙酸溶液；所述的磷酸盐为碱金属或氨的磷酸盐类化合物； 所述的磷酸盐与壳聚糖的质量比为0.2-1.2：1；
（3）将质量浓度为1~5%的表面活性剂加入到液体石蜡中，在温度是20~60℃的水浴锅中搅拌，缓慢加入含磷酸盐的壳聚糖乙酸溶液，搅拌乳化，形成白色油包水乳液；所述的液体石蜡与壳聚糖质量比为100~400：1；所述的表面活性剂为脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、蔗糖酯的一种，其亲水亲油平衡值为5~15；
（4）逐滴加入交联剂进行交联；所述交联剂为戊二醛、香草醛中的一种；所述的交联剂与壳聚糖质量比为0.1~1.5：1；
（5）滴加碱溶液调节pH至8~10，再缓慢加入钙盐化合物，搅拌均匀，静置后得到下层沉淀，依次用石油醚、异丙醇洗涤沉淀，置电热鼓风干燥箱中干燥；所述的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种，碱溶液的摩尔浓度为0.1~0.6 mol/L；所述的钙盐化合物为氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙、氟化钙及溴化钙中的一种，钙盐化合物与磷酸盐钙磷摩尔比为5:3。
2.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的方法，其特征在于所述纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球为球形圆整，纳米羟基磷灰石以纳米态均匀分布于复合微球内部及表面。
3.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的方法，其特征在于所述纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球用于微创治疗骨组织缺损、骨科美容及药物控制释放。
4.根据权利要求1所述的纳米羟基磷灰石壳聚糖复合微球的方法，其特征在于所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖、季铵化壳聚糖、壳聚糖盐酸盐中的一种或一种以上的组合物。
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