CN114081994A - 一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医用材料技术领域，具体公开了一种聚乳酸‑羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法，本发明制备的产氧颗粒为外层包被PLGA的CPO颗粒，外层的聚乳酸‑羟基乙酸共聚物是一种高分子有机聚合物，具有良好的生物相容性及降解性，且无毒、无刺激性和无免疫原性，其最终在生物体内可以完全降解成乳酸和羟基乙酸，因为上述两种降解产物也是人代谢途径的副产物，所以当它应用在医药和生物材料中时不会有毒副作用。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域，具体讲是一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法。
背景技术
生物组织工程，从机体获取少量的活体组织，用特殊的酶或其他方法将细胞(又称种子细胞)从组织中分离出来在体外进行培养扩增，然后将扩增的细胞与具有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物材料(支架)按一定的比例混合，使细胞黏附在生物材料(支架)上形成细胞-材料复合物；将该复合物植入机体的组织或器官病损部位，随着生物材料在体内逐渐被降解和吸收，植入的细胞在体内不断增殖并分泌细胞外基质，最终形成相应的组织或器官，从而达到修复创伤和重建功能的目的。生物材料支架所形成的三维结构不但为细胞获取营养、生长和代谢提供了一个良好的环境。组织工程学的发展提供了一种组织再生的技术手段，将改变外科传统的“以创伤修复创伤”的治疗模式，迈入无创伤修复的新阶段。所谓的组织工程的三要素或四要素，主要包括种子细胞、生物材料、细胞与生物材料的整合以及植入物与体内微环境的整合。同时，组织工程学的发展也将改变传统的医学模式，进一步发展成为再生医学并最终用于临床。
产氧颗粒在组织工程和药物载体等方面已有广泛应用，而现有的产氧颗粒没有良好的生物相容性及降解性，难以兼具无毒、无刺激和无免疫原性，氧气释放动力学不稳定，产氧时间维持较短，难以满足组织再生的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种具有良好的生物相容性及降解性，产氧过程可维持12天，具有可控缓释型的产氧动力学特征且无毒、无刺激和无免疫原性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法。
本发明的技术解决方案如下：一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解于二氯甲烷中制备4.5-5.5％(w/v)PLGA溶液；将明胶溶解于去离子水中制备1.0-2.0％(w/v)明胶溶液；将CaO2加入去离子水中混匀制备1.5-2.5％(w/v)CaO2悬液；
2)将步骤1)制备的CaO2悬液与PLGA溶液混合、均质处理得到第一混合液；
3)在步骤1)制备的明胶溶液中加入步骤2)中制备的第一混合液得到第二混合液，将第二混合液均质处理后置于加热磁力搅拌器上加热2-4小时以蒸发去除剩余的二氯甲烷，离心后倒弃上清液、沉淀物洗涤处理、冷冻干燥得到产氧颗粒。
较佳地，步骤2)中CaO2悬液与PLGA溶液的体积比为1︰10。
较佳地，步骤3)中明胶溶液与第一混合液的体积比为150︰(10-12)。
作为优化，所述步骤3)中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a)将沉淀物置于甲醇中，混匀、静置10-15分钟，重复上述混匀和静置步骤至少3次后离心倒弃上清液获得沉淀物；
b)重复步骤a)至少一次获得沉淀物；
c)将步骤b)获得的沉淀物置于去离子水中，混匀、静置10-15分钟，重复上述混匀和静置步骤至少2次后离心倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
本发明的有益效果是：本发明制备的产氧颗粒为外层包被PLGA的CPO颗粒，外层的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA，单体比例：50：50，分子量：42-65kDa)是一种高分子有机聚合物，具有良好的生物相容性及降解性，且无毒、无刺激性和无免疫原性，其最终在生物体内可以完全降解成乳酸和羟基乙酸，因为上述两种降解产物也是人代谢途径的副产物，所以当它应用在医药和生物材料中时不会有毒副作用，已通过美国FDA认证。PLGA在药物载体制备和生物组织工程等方面已有广泛应用。过氧化钙(CaO2，Calcium Peroxide，CPO)是一种已普遍应用于生物化学领域的产氧性化合物，它通过化学反应产生氧气(O2)，外层的PLGA可以防止内部被包被的CPO颗粒与水性溶液接触。本发明制备的PLGA-CPO微粒，平均粒径为17.8±9.4μm，由于PLGA的降解速度缓慢，随着其缓慢的降解，微粒内部的CPO颗粒也呈缓慢显露并反应。实验已证实该PLGA-CPO微粒的产氧过程可持续12天，表现为可控缓释型的产氧动力学特征。
附图说明
图1为本发明实施例1中沉淀物洗涤处理的流程图。
图2为本发明实施例1制备的产氧颗粒特性图，其中，图2A为产氧颗粒的结构示意图；图2B为产氧颗粒的扫描电镜图；图2C为过氧化钙通过化学反应产生氧气过程的化学方程式；图2D为本发明制备的PLGA-CPO产氧颗粒与单独的PLGA和CPO产氧速率对比曲线图。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例1
1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解于二氯甲烷中制备10mL 5％(w/v)PLGA溶液；将明胶溶解于去离子水中制备150mL 1％(w/v)明胶溶液；将CaO2加入去离子水中混匀制备1mL 2％(w/v)CaO2悬液；
2)将步骤1)制备的CaO2悬液与PLGA溶液混合、均质处理得到第一混合液；
3)在步骤1)制备的明胶溶液中加入步骤2)中制备的第一混合液得到第二混合液，将第二混合液均质处理后置于加热磁力搅拌器上加热4小时以蒸发去除剩余的二氯甲烷，离心后倒弃上清液，洗涤得到产氧颗粒。
所述步骤3)中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a)将沉淀物置于含30ml甲醇的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤3次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得沉淀物；
b)重复步骤a)一次获得沉淀物；
c)将步骤b)沉淀物置于含60ml去离子水的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤2次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
如图2D所示，由本实施例制备的PLGA-CPO产氧颗粒与单独的PLGA和CPO产氧速率对比曲线图可知，PLGA-CPO颗粒的产氧过程可持续12天，表现为可控缓释型的产氧动力学特征。
实施例2
1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解于二氯甲烷中制备10mL 4.5％(w/v)PLGA溶液；将明胶溶解于去离子水中制备150mL 1％(w/v)明胶溶液；将CaO2加入去离子水中混匀制备1mL 1.5％(w/v)CaO2悬液；
2)将步骤1)制备的CaO2悬液与PLGA溶液混合、均质处理得到第一混合液；
3)在步骤1)制备的明胶溶液中加入步骤2)中制备的第一混合液得到第二混合液，将第二混合液均质处理后置于加热磁力搅拌器上加热3小时以蒸发去除剩余的二氯甲烷，离心后倒弃上清液，洗涤得到产氧颗粒。
所述步骤3)中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a)将沉淀物置于含30ml甲醇的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤3次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得沉淀物；
b)重复步骤a)一次获得沉淀物；
c)将步骤b)沉淀物置于含60ml去离子水的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤2次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
实施例3
1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解于二氯甲烷中制备10mL 5.5％(w/v)PLGA溶液；将明胶溶解于去离子水中制备150mL 2％(w/v)明胶溶液；将CaO2加入去离子水中混匀制备1mL 2.5％(w/v)CaO2悬液；
2)将步骤1)制备的CaO2悬液与PLGA溶液混合、均质处理得到第一混合液；
3)在步骤1)制备的明胶溶液中加入步骤2)中制备的第一混合液得到第二混合液，将第二混合液均质处理后置于加热磁力搅拌器上加热4小时以蒸发去除剩余的二氯甲烷，离心后倒弃上清液，洗涤得到产氧颗粒。
所述步骤3)中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a)将沉淀物置于含30ml甲醇的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤3次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得沉淀物；
b)重复步骤a)一次获得沉淀物；
c)将步骤b)沉淀物置于含60ml去离子水的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤2次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
实施例4
1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解于二氯甲烷中制备10mL 5％(w/v)PLGA溶液；将明胶溶解于去离子水中制备150mL 1.5％(w/v)明胶溶液；将CaO2加入去离子水中混匀制备2mL 2.5％(w/v)CaO2悬液；
2)将步骤1)制备的CaO2悬液与PLGA溶液混合、均质处理得到第一混合液；
3)在步骤1)制备的明胶溶液中加入步骤2)中制备的第一混合液得到第二混合液，将第二混合液均质处理后置于加热磁力搅拌器上加热4小时以蒸发去除剩余的二氯甲烷，离心后倒弃上清液，洗涤得到产氧颗粒。
所述步骤3)中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a)将沉淀物置于含30ml甲醇的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤3次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得沉淀物；
b)重复步骤a)一次获得沉淀物；
c)将步骤b)沉淀物置于含60ml去离子水的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤2次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
实施例5
1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解于二氯甲烷中制备10mL 5％(w/v)PLGA溶液；将明胶溶解于去离子水中制备150mL 1.5％(w/v)明胶溶液；将CaO2加入去离子水中混匀制备1mL 2％(w/v)CaO2悬液；
2)将步骤1)制备的CaO2悬液与PLGA溶液混合、均质处理得到第一混合液；
3)在步骤1)制备的明胶溶液中加入步骤2)中制备的第一混合液得到第二混合液，将第二混合液均质处理后置于加热磁力搅拌器上加热3小时以蒸发去除剩余的二氯甲烷，离心后倒弃上清液，洗涤得到产氧颗粒。
所述步骤3)中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a)将沉淀物置于含30ml甲醇的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤3次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得沉淀物；
b)重复步骤a)一次获得沉淀物；
c)将步骤b)沉淀物置于含60ml去离子水的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤2次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解于二氯甲烷中制备4.5-5.5 %（w/v）PLGA溶液；将明胶溶解于去离子水中制备1.0-2.0 %（w/v）明胶溶液；将CaO2加入去离子水中混匀制备1.5-2.5 %（w/v）CaO2悬液；
2）将步骤1）制备的CaO2悬液与PLGA溶液混合、均质处理得到第一混合液；
3）在步骤1）制备的明胶溶液中加入步骤2）中制备的第一混合液得到第二混合液，将第二混合液均质处理后置于加热磁力搅拌器上加热2-4小时以蒸发去除剩余的二氯甲烷，离心后倒弃上清液、沉淀物洗涤处理、冷冻干燥得到产氧颗粒。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法，其特征在于，步骤2）中CaO2悬液与PLGA溶液的体积比为1︰10。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法，其特征在于，步骤3）中明胶溶液与第一混合液的体积比为150︰（10-12）。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a）将沉淀物置于甲醇中，混匀、静置10-15分钟，重复上述混匀和静置步骤至少3次后离心倒弃上清液获得沉淀物；
b）重复步骤a）至少一次获得沉淀物；
c）将步骤b）获得的沉淀物置于去离子水中，混匀、静置10-15分钟，重复上述混匀和静置步骤至少2次后离心倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
5.根据权利要求4所述的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包被过氧化钙的产氧颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中沉淀物洗涤处理的具体步骤如下：
a）将沉淀物置于含甲醇的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤3次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得沉淀物；
b）重复步骤a）一次获得沉淀物；
c）将步骤b）沉淀物置于含去离子水的试管中，震荡60秒混匀、静置15分钟，重复上述混匀和静置步骤2次后5500rpm离心10分钟倒弃上清液获得清洗后的沉淀物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220225 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |