CN114349986B - 一种增加甘油粘度的方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种增加甘油粘度的方法，所述方法包括将水溶性聚合物溶于甘油。本发明还提供水溶性聚合物用于增加甘油粘度的用途，以及水溶性聚合物和甘油用于制备聚合物微球的用途。本发明将水溶性聚合物溶于甘油用于提升甘油的粘度。通过极少量水溶性聚合物的加入，明显的提高了甘油粘度。进一步地，将水溶性聚合物和甘油用于聚合物微球的制备中，使乳液中液滴不易聚合，解决了因甘油的粘度不够造成混合溶液中液滴融合现象，远远的增大了其在微球制备领域的应用。
Description
技术领域
本发明属于材料科学领域，具体地，涉及一种增加甘油粘度的方法和用途。
背景技术
聚合物微球是指直径在纳米级至微米级，形状为球形或其它类似球形的几何体的高分子材料或高分子复合材料。高分子微球有多种制备方法，包括乳液固化法、溶剂挥发法、热致相分离法以及喷雾干燥法等。热致相分离技术制备聚乳酸微球，聚乳酸溶解后经低温淬火，低温过程中聚乳酸溶液失去去流动性，形成凝胶状。在低温先下，聚乳酸溶度逐渐下降，聚乳酸微晶形成，从而实现相转变。该法在制备过程中不需要表面活性剂的加入，去除了表面活性剂残留的风险，是一种理想的制备方法。
在热致相分离技术中甘油作为一种有机试剂的不良溶剂，常用来作为连续相，同时在低温下甘油可以提供一定的粘度有助于乳状液滴在连续相中的稳定。但甘油的粘度有限，不能够长时间提供稳定的悬浮环境，使得在连续相中会发生乳状液滴融合现象，制备的微球粒径偏大，且微球粒径不集中。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种增加甘油粘度的方法。
具体来说，本发明涉及如下方面：
1、一种增加甘油粘度的方法，其特征在于，所述方法包括将水溶性聚合物溶于甘油。
2、根据项1所述的方法，其特征在于，所述水溶性聚合物选自透明质酸、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或两种以上，优选为透明质酸；优选地，所述透明质酸分子量为5-500kDa，优选为8-20kDa。
3、根据项1所述的方法，其特征在于，所述水溶性聚合物溶于甘油后在甘油中的质量含量为0.01％-1％，优选为0.1％-1％。
4、根据项1所述的方法，其特征在于，所述方法用于制备聚合物微球。
5.水溶性聚合物用于增加甘油粘度的用途。
6、根据项5所述的用途，其特征在于，所述水溶性聚合物选自透明质酸、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或两种以上，优选为透明质酸；优选地，所述透明质酸分子量为5-500kDa，优选为8-20kDa。
7、根据项5所述的用途，其特征在于，所述水溶性聚合物溶于甘油后在甘油中的质量含量为0.01％-1％，优选为0.1％-1％。
8、根据项5所述的用途，其特征在于，所述用途用于制备聚合物微球。
9.水溶性聚合物和甘油用于制备聚合物微球的用途。
10、根据项9所述的用途，其特征在于，所述水溶性聚合物选自透明质酸、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或两种以上，优选为透明质酸；优选地，所述透明质酸分子量为5-500kDa，优选为8-20kDa。
本发明将水溶性聚合物溶于甘油用于提升甘油的粘度。通过极少量水溶性聚合物的加入，明显的提高了甘油粘度。进一步地，将水溶性聚合物和甘油用于聚合物微球的制备中，使乳液中液滴不易聚合，解决了因甘油的粘度不够造成混合溶液中液滴融合现象，远远的增大了其在微球制备领域的应用。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明，应当理解，实施例仅用于进一步说明和阐释本发明，并非用于限制本发明。
除非另外定义，本说明书中有关技术的和科学的术语与本领域内的技术人员所通常理解的意思相同。虽然在实验或实际应用中可以应用与此间所述相似或相同的方法和材料，本文还是在下文中对材料和方法做了描述。在相冲突的情况下，以本说明书包括其中定义为准，另外，材料、方法和例子仅供说明，而不具限制性。以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供一种增加甘油粘度的方法，所述方法包括将水溶性聚合物溶于甘油。
其中，水溶性聚合物，又称水溶性高分子化合物、水溶性树脂或水溶性聚合物。通常所说的水溶性聚合物是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。所以水溶性高分子分为阳离子型，阴离子型及非离子型水溶性高分子三类。
水溶性聚合物按来源通常分为三大类：
(一)天然水溶性高分子。以天然动植物为原料提取而得。如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。
(二)化学改性天然聚合物。主要有改性淀粉和改性纤维素。如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。
(三)合成聚合物。有聚合类树脂和缩合类树脂两类，如聚丙烯酰胺(PAM)、水解聚丙烯酰胺(HPAM))、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。按大分子链连接的水化基团分为：非离子型和离子型。按荷电性质分为：非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子，其中后三类为聚电解质。按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。
在一个具体地实施方式中，所述水溶性聚合物选自透明质酸、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或两种。即可以将一种水溶性聚合物加入到甘油中提高其粘度，也可以将两种或多种水溶性聚合物的混合物加入到甘油中提高其粘度。
在一个优选的实施方式中，所述水溶性聚合物为透明质酸。本文所述的透明质酸涵盖透明质酸、透明质酸盐及其衍生物。
透明质酸，又称玻尿酸，分子式是(C14H21NO11)n，是D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的双糖单位糖胺聚糖，是一种酸性粘多糖。
透明质酸盐包括但不限于透明质酸钠、透明质酸钾、透明质酸锌、透明质酸镁、透明质酸金、透明质酸钙等；透明质酸衍生物包括但不限于乙酰化透明质酸、巯基化透明质酸、交联透明质酸。
在一个具体的实施方式中，所述透明质酸的分子量为5-500kDa，例如可以为5kDa、8kDa、10kDa、15kDa、20kDa、50kDa、100kDa、200kDa、300kDa、400kDa、500kDa，优选为8-20kDa。
在一个具体的实施方式中，所述水溶性聚合物溶于甘油后在甘油中的质量含量为0.01％-1％，例如可以为0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％，优选为0.1％-1％。
上述将水溶性聚合物溶于甘油以增加甘油粘度的方法，可以用于制备聚合物微球。
在一个具体的实施方式中，制备聚合物微球的方法包括以下步骤：
将第一聚合物溶于有机溶剂，得到第一溶液；
将所述水溶性聚合物溶于甘油，得到第二溶液；
将所述第一溶液和所述第二溶液混合，得到第三溶液；
将所述第三溶液在冰浴中搅拌，并在-40℃到-20℃下冷藏；
向冷藏后的第三溶液中加入冰水，过滤并干燥，得到聚合物微球；
其中，所述有机溶剂能够溶于水。
其中，第一聚合物为可以溶于有机溶剂的聚合物。在一个具体的实施方式中，第一聚合物选自聚乳酸、聚己内酯、聚乙丙交酯、聚丙交酯-己内酯共聚物中的一种。
聚乳酸，又称聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物，是一种新型的生物降解材料。聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好。
所述有机溶剂可以选自四氢呋喃、以及二恶烷中的一种或两种。
在一个具体的实施方式中，所述第一溶液中第一聚合物的质量含量为0.01％-5％，例如可以为0.01％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％，优选为0.5-4％。
第一溶液和第二溶液可以任何体积比混合，形成第三溶液。在一个具体的实施方式中，所述第一溶液和所述第二溶液以1:2-1:5的体积比混合，例如体积比可以为1:2、1:3、1:4、1:5，优选为1:3。
在将第一溶液和所述第二溶液混合之前，需要将所述第二溶液在45-65℃下预热。这是由于第一聚合物，如聚乳酸通常需要在45-65℃下在有机溶剂中溶解，透明质酸在甘油中的溶解也通常在45-65℃下进行。如果第二溶液不预热，第一溶液加入含有甘油的常温第二溶液中，可能会导致聚乳酸析出。
将所述第三溶液在冰浴中搅拌时的搅拌速度为100-1500rpm，例如可以为100rpm、200rpm、300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm、1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm、1500rpm，优选为600-1500rpm。搅拌时间为10-90min，例如可以为10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min。
搅拌后将第三溶液进行冷藏，冷藏温度为-40℃到-20℃冷藏2-5h，例如可以为-40℃、-35℃、-30℃、-25℃、-20℃。
本发明将第三溶液置于冰浴中搅拌，并在低温下冷藏，一方面在低温条件下能增加甘油粘度，另一方面低温可以作为微球晶核形成的驱动力，促进微球的形成。
随着温度的降低，第一聚合物在有机溶剂中的溶解度逐渐下降，第一聚合物微晶逐渐形成，从而可以实现液相到固相的相转变。在这一过程中第三溶液的粘度尤为重要，如果粘度低，就会造成乳液液滴的慢慢聚集，造成粒径大小不均一。而透明质酸溶于甘油后会明显增强甘油溶液的粘度，保证了乳液的稳定，从而有助于制备出粒径均一的微球。
在向冷藏后的第三溶液中加入冰水，过滤并干燥，得到聚合物微球的步骤中，所选用的特定有机溶剂可以溶于水，并随水分离出体系，随着溶解聚合物的有机溶剂的减少，聚合物析出，形成微球。
本发明还提供水溶性聚合物用于增加甘油粘度的用途，以及水溶性聚合物和甘油用于制备聚合物微球的用途。其中，水溶性聚合物的选择，水溶性聚合物溶于甘油后在甘油中的含量，以及聚合物微球的选择如上所述。
本发明将水溶性聚合物溶于甘油用于提升甘油的粘度。通过极少量水溶性聚合物的加入，明显的提高了甘油粘度，尤其是低温下甘油的粘度，粘度最高可提高近3倍。进一步地，将水溶性聚合物和甘油用于聚合物微球的制备中，使乳液中液滴不易聚合，解决了因甘油的粘度不够造成混合溶液中液滴融合现象，制备得到的聚合物微球粒径更加均一。
实施例
下述实施例中所用透明质酸及透明质酸酶均来自华熙生物科技股份有限公司。
实施例1
取0.2g的透明质酸钠(分子量为8kDa)加入99.8g水中，用磁力搅拌混匀，得到透明质酸溶液。采用BROOKFIELD粘度计测定透明质酸溶液在常温(25℃)下和在冰浴中的粘度。
采用BROOKFIELD粘度计测定甘油在常温(25℃)下和在冰浴中的粘度。
取0.2g的透明质酸钠(分子量为8kDa)加入99.8g甘油中，在60℃的水浴中用磁力搅拌混匀，得到甘油溶液。采用BROOKFIELD粘度计测定甘油溶液在常温(25℃)下和在冰浴中的粘度。结果如表1所示。
表1
| 常温粘度(mPa·s) | 冰浴粘度(mPa·s) | |
| 透明质酸溶液 | 14.6 | 17.6 |
| 甘油 | 964 | 4700 |
| 甘油溶液 | 1176 | 7260 |
实施例2-4
配制甘油溶液，实施例2-4与实施例1的区别仅在于透明质酸钠的分子量不同。其中，实施例2中透明质酸钠的分子量为20kDa，实施例3中透明质酸钠的分子量为5kDa，实施例4中透明质酸钠的分子量为500kDa。
实施例5
配制甘油溶液，取0.5g的透明质酸钠(分子量为8kDa)加入99.5g甘油中，在60℃的水浴中用磁力搅拌混匀，得到甘油溶液。采用BROOKFIELD粘度计测定甘油溶液在常温(25℃)下和在冰浴中的粘度。
实施例6
配制甘油溶液，取0.5g的透明质酸钠(分子量为20kDa)加入99.5g甘油中，在60℃的水浴中用磁力搅拌混匀，得到甘油溶液。采用BROOKFIELD粘度计测定甘油溶液在常温(25℃)下和在冰浴中的粘度。
实施例7
配制甘油溶液，取0.01g的透明质酸钠(分子量为8kDa)加入99.9g甘油中，在60℃的水浴中用磁力搅拌混匀，得到甘油溶液。采用BROOKFIELD粘度计测定甘油溶液在常温(25℃)下和在冰浴中的粘度。
实施例8
配制甘油溶液，取1.0g的透明质酸钠(分子量为8kDa)加入99.0g甘油中，在60℃的水浴中用磁力搅拌混匀，得到甘油溶液。采用BROOKFIELD粘度计测定甘油溶液在常温(25℃)下和在冰浴中的粘度。
实施例9
配制甘油溶液，实施例9与实施例1的区别仅在于将透明质酸钠替换为羧甲基纤维素。
实施例10
配制甘油溶液，实施例11与实施例1的不同在于，将透明质酸钠替换为羟甲基纤维素。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于将甘油溶液替换为纯甘油，即不加入透明质酸钠。
具体的反应条件如表1所示。
表1
试验例
试验例1聚合物微球的制备
1)取1g聚乳酸溶解在50g的四氢呋喃中。
2)取100g实施例1制备的甘油溶液，将含有聚乳酸的四氢呋喃加入其中，搅拌成混合溶液。
3)将混合溶液置于冰浴中，以800rpm的搅拌速度搅拌30min，转移到-40℃到-20℃下冷藏4h。
4)冰浴下向混合溶液中加入冰水，直至白色固体析出，过滤后真空干燥，得到聚乳酸微球。
试验例2-11
试验例2与试验例1的不同在于加入的甘油溶液不同，其中试验例2中的甘油溶液为实施例2制备的甘油溶液，试验例3中的甘油溶液为实施例3制备的甘油溶液，试验例4中的甘油溶液为实施例4制备的甘油溶液，试验例5中的甘油溶液为实施例5制备的甘油溶液，试验例6中的甘油溶液为实施例6制备的甘油溶液，试验例7中的甘油溶液为实施例7制备的甘油溶液，试验例8中的甘油溶液为实施例8制备的甘油溶液，试验例9中的甘油溶液为实施例9制备的甘油溶液，试验例10中的甘油溶液为实施例10制备的甘油溶液，试验例11中的甘油溶液为对比例1制备的甘油溶液。
试验例3
(1)聚乳酸微球表征
对上述实施例和对比例制备得到的聚乳酸微球的粒径进行表征，具体的表征方法为：采用激光粒度分析仪(马尔文Mastersizer 3000)进行分析。结果如表2所示。
表2
| 试验例编号 | D10 | D50 | D90 |
| 试验例1 | 19 | 24 | 34 |
| 试验例2 | 11 | 15 | 20 |
| 试验例3 | 13 | 35 | 59 |
| 试验例4 | 12 | 32 | 55 |
| 试验例5 | 7 | 12 | 19 |
| 试验例6 | 7 | 10 | 15 |
| 试验例7 | 12 | 80 | 193 |
| 试验例8 | 4 | 8 | 15 |
| 试验例9 | 12 | 79 | 159 |
| 试验例10 | 12 | 69 | 143 |
| 试验例11 | 11 | 83 | 221 |
其中，D50表示一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径，即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的50％，也就是中值粒径、平均粒径。D10表示累计10％点的直径，D90表示累计90％点的直径，D10和D90越接近，说明样品的粒径分布越集中。
由表2结果可知，通过试验例1与试验例11比较可知，透明质酸钠的加入极大的降低了粒径大小，这是由于透明质酸加入后增加了甘油的粘度，在搅拌过程中剪切力增大，打散成更小的液滴，同时粘度的增大减少了液滴与液滴之间的融合，微球变小也更集中。
Claims (11)
1.一种用于增加甘油粘度的组合物，其特征在于，所述组合物包括甘油和透明质酸，所述透明质酸溶于甘油后在甘油中的质量含量为0.1％-1％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述透明质酸分子量为5-500kDa。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述透明质酸分子量为8-20kDa。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物用于制备聚合物微球。
5.一种制备权利要求1-4任一项所述组合物的方法，其特征在于，所述方法包括将透明质酸溶于甘油，所述透明质酸溶于甘油后在甘油中的质量含量为0.1％-1％。
6.透明质酸用于增加甘油粘度的用途，其特征在于，所述用途包括所述透明质酸溶于甘油，所述透明质酸溶于甘油后在甘油中的质量含量为0.1％-1％。
7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述透明质酸分子量为5-500kDa。
8.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述透明质酸分子量为8-20kDa。
9.透明质酸和甘油用于制备聚合物微球的用途，其特征在于，所述用途包括将透明质酸溶于甘油，所述透明质酸溶于甘油后在甘油中的质量含量为0.1％-1％。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，所述透明质酸分子量为5-500kDa。
11.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，所述透明质酸分子量为8-20kDa。
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