CN115536872A - 一种含聚合物微球的交联凝胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医学美容领域，提供了一种含聚合物微球的交联凝胶材料及其制备方法，其将低熔点疏水性聚合物的熔体物质在含表面活性剂的生物相容凝胶基质中进行乳化，得到分散有微球的混悬基质；所述低熔点疏水性聚合物的熔融温度在121℃以下，所述表面活性剂包括乳化剂；将所述分散有微球的混悬基质降温至所述聚合物熔融温度以下，使生物相容凝胶基质中的熔融态液滴微球固化；将所述微球固化的体系与交联剂在碱性条件下进行交联反应，得到含聚合物微球的交联凝胶块，再进行透析、灭菌等，得到含聚合物微球的交联凝胶材料。本发明简化了生产工艺，提高生产效率、节省投入成本，且避免有机试剂的引入、减少其危害，微球材料性能良好，利于应用。

Description

一种含聚合物微球的交联凝胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于医学美容技术领域，具体为一种含聚合物微球的交联凝胶材料及其制备方法。
背景技术
针对皮肤衰老引起的皱纹矫治，传统的填充方式以物理填充为主，主要采用玻尿酸、胶原蛋白、自体脂肪等填充剂。当前热点转移到再生型填充剂，其作用机理是前期通过凝胶组分的物理填充作用抚平皱纹，随后聚合物微粒或微球不断刺激皮肤组织，引起成纤维细胞增生，促进胶原分泌，进而起到矫治皮肤皱纹的作用。2021年以来，国内再生类填充剂陆续面市。其中，一些产品为冻干粉，组分为聚乳酸(PLLA)和低粘度羧甲基纤维素钠，但使用前需复溶、无立即填充的效果；有些产品组成为聚乳酸-聚乙二醇(PLA-PEG)微球和交联透明质酸凝胶混合，但PLA-PEG组分刺激胶原再生作用较弱；还有产品是由聚己内酯(PCL)微球和高粘度羧甲基纤维素钠凝胶混合，而羧甲基纤维素钠组分生物相容性差，仍有一定的不良反应。
在此基础上，为进一步优化再生型填充产品的性能，行业研发人员也开发了多个技术路线。例如，将聚合物微球与交联透明质酸相结合，聚合物微球混入或包裹于交联透明质酸凝胶中，既赋予产品具有半永久性的特性，又可使其具有良好的相容性生物，减少皮下注射引起的副作用。获得聚合物微球和交联透明质酸钠凝胶产品的现有技术方案主要包括：首先，制备聚合物微球，该过程通常引入有机溶剂；其次，将获得的聚合物微球与交联透明质酸凝胶混合，或聚合物微球混入非交联透明质酸中再进行交联。
具体地讲，当前公开技术方案的生产工艺一般分为3步。第1步制备聚合物微球(工艺流程见图1)，常规方法如乳化法制备聚合物微球；聚己内酯溶解于二氯甲烷有机试剂中作为油相(记为溶解B)，聚乙烯醇表面活性剂溶解于水中作为水相(记为溶解A)，将油相注入水相的过程中、以强力搅拌或均质乳化形成水包油的乳液，经保温固化微球(挥去有机溶剂)、洗涤(洗脱表面活性剂)、过筛和灭菌等工序，获得聚己内酯微球。
第2步制备交联透明质酸凝胶(工艺流程见图2)，常规方法如CN108395552A中国专利文献中所述；透明质酸粉末和NaOH溶液溶于水，加入含有交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)的NaOH溶液，经交联(保温)、透析(洗脱残留的交联剂)、过筛(制粒)和灭菌等工艺，获得交联透明质酸凝胶颗粒。交联透明质酸凝胶：交联透明质酸是在透明质酸长链分子的基础上，引入交联剂，进行交联，形成网状结构，最终以一种亲水弹性体的形式存在。
第3步将制得的聚合物微球和交联透明质酸凝胶混合均匀，预灌封灌装，即得再生型填充产品；将HA结构进行化学修饰制备的交联透明质酸钠凝胶材料在医学美容领域广泛应用。
上述公开的技术方案需要3步才能获得含有聚合物微球和交联透明质酸凝胶组合的填充产品，其中聚合物微球须经干燥工序处理，而且存在多道工序与制备交联透明质酸凝胶重复操作，如保温(固化/交联)、洗涤(透析)、过筛和灭菌工序；这类现有技术方案增大了生产成本，延长了生产周期，降低了生产效率。
并且，在聚合物微球的制备过程需要使用有机溶剂(如二氯甲烷)来溶解疏水性高分子材料，进而造成去除有机溶剂工序棘手、难以彻底清除微球中残留的有机溶剂，也给操作人员、自然环境带来危害，随之推高了具有防护功能的厂房设备和器具的投入成本。二氯甲烷是甲烷分子中两个氢原子被氯取代而生成的化合物，分子式CH2Cl2。本品有麻醉作用，主要损害中枢神经和呼吸系统；危险特性：遇明火高热可燃，受热分解能发出剧毒的光气，若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，二氯甲烷在2A类致癌物清单中。2019年1月23日，二氯甲烷被列入有毒有害大气污染物名录(2018年)，2019年7月23日，二氯甲烷被列入有毒有害水污染物名录(第一批)。
综上所述，当前已公开的技术方案存在的不足主要在于：1、工艺繁琐、生产效率低、投入成本高；2、引入有机溶剂，在微球生产的过程中危害人员和环境，乳液中有机溶剂去除困难，残留在微球中的有机溶剂随微球植入人体后难免对人体造成危害。
发明内容
针对现有的制备聚合物微球和交联透明质酸凝胶组合物的技术缺点，本发明提供一种含聚合物微球的交联凝胶材料及其制备方法，目的在于简化生产工艺、提高生产效率和节省投入成本，同时避免有机试剂的引入、减少其危害。
本发明提供一种含聚合物微球的交联凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将低熔点疏水性聚合物的熔体物质在含表面活性剂的生物相容凝胶基质中进行乳化，得到分散有微球的混悬基质；所述低熔点疏水性聚合物的熔融温度在121℃以下，所述表面活性剂包括乳化剂；所述乳化的温度低于121℃，所述乳化的方式选自机械搅拌、均质和超声处理的一种或多种，无需引入有机溶剂；
2)将所述分散有微球的混悬基质降温至所述聚合物熔融温度以下，使生物相容凝胶基质中的熔融态液滴微球固化；
3)将所述微球固化的体系与交联剂在碱性条件下进行交联反应，得到含聚合物微球的交联凝胶块；
4)将所述含聚合物微球的交联凝胶块进行灭菌，得到含聚合物微球的交联凝胶材料。
参见图3，图3为本发明一些实施例制备含聚合物微球的交联透明质酸凝胶材料的工艺流程示意图。本发明实施例首先通过溶解得到含表面活性剂的透明质酸基质，通过熔融得到低熔点疏水性的聚合物熔体物质；其中，所述低熔点疏水性的聚合物熔体物质可以通过熔融注射、熔融注塑(如采用注射机或熔融指数仪)、3D打印(FDM)或熔体静电纺丝等熔融方式获得。本发明实施例的技术方案采用熔融态聚合物(经挤出机、注塑机、3D打印或静电纺丝设备形成)，以线状挤入或丝状喷入含有乳化剂的生物相容凝胶基质中、乳化成熔融态液滴微球，可避免引入有机溶剂。
图3中的乳化工序完成后，本发明实施例进行固化、交联(加入交联剂)、透析(洗涤)、制粒、灭菌(优选湿热灭菌)等工序，或者在透析之后进行冷冻干燥、粉碎、辐照灭菌等工序，可得到含低熔点聚合物微球的交联透明质酸凝胶材料，如含聚己内酯微球的交联透明质酸钠凝胶产品。本发明提供了一种简易的技术方案制备含聚合物微球的交联凝胶材料，产品适用于制备治疗皮肤异常或毁容的药物或器械(如再生型填充剂)，和/或用于控制膀胱功能和/或控制胃反流，和/或用于治疗勃起功能障碍，和/或用于治疗声带，和/或促进骨组织生长，和/或肿瘤栓塞，和/或诊断试剂载体，和/或药物缓释载体。
本发明实施例步骤1)进行乳化之前，称取表面活性剂适量，加热，搅拌溶解，随后投入生物相容凝胶粉末(优选透明质酸粉末)，加热溶解，获得具有一定粘性的生物相容凝胶基质(200-10000cps@25℃)；并且，将低熔点疏水性聚合物(可选地加入致孔剂)经精密设备加热熔融，得到其熔体物质。
其中，所述生物相容凝胶基质主要成分具有医学美容领域可接受的生物相容性，且能形成凝胶；本发明可采用透明质酸、胶原蛋白、壳聚糖、羧甲基纤维素衍生物(具体为羧甲基纤维素钠)、聚氨基酸(如聚谷氨酸、聚赖氨酸)、葡聚糖和淀粉等中的一种或多种主要物料，优选为透明质酸。
作为优选，所述生物相容凝胶基质主要成分的分子量为20-400万道尔顿。至于主要成分具体的分子量，透明质酸20万-400万道尔顿，如采用其他物料替换透明质酸或者掺混使用，胶原蛋白1200-1500道尔顿；壳聚糖2万-30万；羧甲基纤维素钠黏度0.2万-800万；聚氨基酸分子量0.2万-60万；葡聚糖500-100000；淀粉0.1万-1000万。
透明质酸(Hyaluronic acid，HA)又称玻尿酸，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；HA广泛分布于人体各部位，具有良好的亲水性、黏弹性、润滑性和生物相容性；通常透明质酸的以盐的形式存在，所以透明质酸可指代透明质酸酸钠。透明质酸钠在水溶液中具有很高的粘度，其1％的水溶液呈凝胶状，添加在化妆品中可起增稠和稳定作用。
所述的生物相容凝胶基质包含适量表面活性剂，所述表面活性剂(Surfactant)一般是能使目标溶液表面张力显著下降的物质，具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。从化学结构上可以按亲水基或疏水基分类；根据不同的界面吸附和/或取向作用，其也分为不同作用的表面活性试剂。
本发明所述的表面活性剂包括乳化剂；乳化作用是将一种液体以液滴的形式分散于另一种不相溶液体中形成乳液的过程，乳化剂可用于制备相对稳定的乳液。在本发明的实施例中，所述乳化剂可选自聚乙烯醇、吐温和十二烷基硫酸盐(如十二烷基硫酸钠)中的一种或多种。
吐温(或聚山梨酯，Tween)为非离子型表面活性剂，系一系列聚氧乙烯去水山梨醇的部分脂肪酸酯；是以Span系列为原料通过环氧乙烷开环加成制得的表面活性剂，包括吐温60、吐温80等商品牌号。其被广泛用作乳化剂和油类物质的增溶剂，常作为水包油(O/W)型乳化剂，使其他物质均匀在溶液中分散，主要用于药品、食品、化妆品领域。
聚乙烯醇(PVA)是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物，PVA能快速溶解于水中，形成稳定胶体，可作为乳化剂、分散剂，应用范围遍及食品、医药、高分子化工等行业。
十二烷基硫酸钠(SDS)是一种有机化合物，为白色或淡黄色粉末，易溶于水，对碱和硬水不敏感。其具有去污、乳化作用和优异的发泡力，为阴离子表面活性剂，生物降解度>90％。
在本发明的一些实施例中，所述乳化剂在生物相容凝胶基质中质量浓度不超过15％，优选为0.1-15％；例如，PVA用量范围0.25-3.0％(W/V)，吐温用量范围1-15％(W/V)，SDS用量范围0.5-2.5％(W/V)。
另一方面，本发明中的聚合物微球原料适用范围有一定限度，可适合于低熔点疏水性的聚合物。即本申请所指的低熔点疏水(性)聚合物，其熔融温度在121℃以下，进一步地其熔融温度低于100℃，即不超过沸水温度；同时，该聚合物不溶于水、难溶于水或微溶于水。所述的低熔点疏水聚合物为均聚物、共聚物(无规共聚或多嵌段聚合物)或共混改性的聚合物体系(一种以上的物理混合物)。所述低熔点疏水聚合物包括但不限于：聚己内酯(PCL)、聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)及其改性材料中的一种或多种，如纯PCL、PTMC，或其物理混合物PCL/PTMC，或其化学改性物PCL-PEG(可称为聚乙二醇改性聚己内酯)。
聚己内酯(Polycaprolactone，PCL)是一种安全、无毒副作用的可降解材料，体内降解终产物及外部可降解为CO2和H2O；具有良好的生物降解性、生物相容性和无毒性，被广泛用作医疗生物降解材料及药物控制释放体系。PCL是一种以二元醇为引发剂，由己内酯开环聚合而得到的热塑性结晶聚酯。PCL熔点为59～64℃，玻璃化转变温度约为-60～65℃，是一种白色不透明固体，具有一定刚性和强度，表现为典型的树脂特性，与高分子材料相容性好，也可作为改性剂提高其他高聚物的某些性能；易溶于甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯和二氯甲烷等溶剂中，易成膜。
聚己内酯－聚乙二醇(PCL-PEG)是由聚乙二醇(PEG)与PCL合成的聚合物，其包括多种形式，可以为两嵌段、三嵌段或更多嵌段，可通过调节PCL和PEG片段分子量获得较低熔点的PCL-PEG；其具有良好的生物可降解性和生物相容性，进入人体后经水解或酶解后的最终代谢物为水和二氧化碳，美国FDA已批准PCL和PEG作为药物载体使用。
聚三亚甲基碳酸酯(Poly(trimethylene carbonate)，PTMC)在体温下处于橡胶态、具有一定的弹性，为无定型聚合物，无固定的熔点；广泛用于可降解缚扎器件、药物控制释放材料、体内植入材料和体内支持材料等。
本发明上述的低熔点疏水性聚合物可以采用市售，一些示例中，PTMC分子量范围6000-50000，优选20000-40000。
本发明实施例将所述的聚合物原料(可选地加入致孔剂)经精密设备加热熔融，得到熔融态流体(即熔体物质)。所涉及的致孔剂如氯化钙等无机盐类，用量可在1％左右。对应不同熔融方式，常规的精密设备有螺杆熔融注射机(连续注射)、注塑机(间歇注射)、3D打印熔融沉积成型设备(FDM成型设备)、熔体静电纺丝设备、熔融指数仪。
在本发明的一些实施例中，将聚己内酯(PCL)经熔体静电纺丝机加热熔融，电压15-40kv，气压0.2-2MPa，加热温度70-121℃；针孔直径0.001-3mm，流速10-200mm/s。PCL的喷入量根据预期的最终产品(如聚酯微球和交联透明质酸的组合物)组分调整，可调节参数喷嘴(针孔)直径和流速。
另一些实施例中，采用3D打印设备熔融聚己内酯-聚乙二醇共聚物(PCL-PEG)，工艺包括：气压0.2-2.0MPa，设定加热90-140℃，料口处温度设定为70-121℃，喷嘴直径0.1mm-10mm(优选为0.1-4mm)，打印速度5-150mm/s。另一些实施例中，采用螺杆挤出机加热使聚己内酯熔融，机头出口处温度设定为70-121℃，喷嘴直径1-20mm(优选为1mm-10mm)，挤出速度10-100mm/s(优选10-50mm/s)。这些工艺条件中，本发明实施例优选控制喷嘴或针头的直径、挤出或喷出的速度两个参数，使熔体以良好的丝状或线状加入，有利于聚合物微球粒径分布相对均一等。
得到含表面活性剂的凝胶基质后，本发明实施例将其升温，但低于前述聚合物原料的熔融温度(使后续乳化的温度低于121℃)，并启动乳化设备，将所述低熔点疏水性聚合物的熔体物质注入到凝胶基质中，乳化一定时间(如70-121℃、乳化10min以上)，使熔融的疏水聚合物定型、以熔融态液滴微球的形态分散于凝胶基质中，即得分散有微球的混悬基质。
在本发明中，所述的聚合物熔体占熔体、凝胶基质二者总质量的比例范围为0-40％。本发明所述乳化的方式选自机械搅拌、均质和超声处理的一种或多种，优选采用强力搅拌(转速可为800-3000rpm)，或均质分散的乳化方式，均避免了有机溶剂的引入；所对应的乳化设备可为均质分散机、机械搅拌设备或超声仪器等。
本发明一些实施例的升温乳化工序，一定程度上容易使透明质酸发生分子链断裂、进而降解；据实验结果推测121℃、20min灭菌后降解5-10％。
本发明实施例优选在搅拌状态下，将所述分散有微球的混悬基质快速降温，直至温度在所述聚合物熔融温度以下(如-4-50℃以下)，促使凝胶基质中的熔融态液滴微球迅速固化，由熔融态转变为固态微球。具体地，基质中的微球粒径范围5-150μm，较优的5-20μm(因微球外周有交联透明质酸等包裹可避免巨噬细胞吞噬)、或20-75μm。
之后，本发明实施例以碱液调节固化后的体系呈碱性，加入适当的交联剂(如BDDE)，搅拌均匀，升温至一定温度，保温、进行交联反应，获得包含低熔点聚合物微球的具有网络结构的交联凝胶块。其中，所述的碱液主要是氢氧化钠水溶液；BDDE：1,4-丁二醇二缩水甘油醚(1,4-Butanediol diglycidylether，缩写BDDE)，是一种常用的透明质酸交联剂。此外，还可以采用二乙烯基砜(DVS)、聚乙二醇、京尼平、碳化二亚胺中的一种或任意两种以上种类的交联剂。交联剂加入的比例可为0.5％-8％，优选3％-5％，相对透明质酸的重量。进一步地，所述交联反应在pH值9-14、温度40-50℃条件下进行，可反应3-12h。
在交联和灭菌工序之间本发明一般采用透析工序；本发明实施例所述的透析工序是通过洗涤上述的交联凝胶块，去除过多的表面活性剂、交联剂等。具体包括：凝胶块剪成大小约0.5-2cm3的不规则小块，转移至装有注射用水的透析装置中进行循环透析，可进行7-11次透析，每次透析时间60-120min，获得渗透压在200-400mOsmol/Kg范围内的含有低熔点聚合物微球的交联凝胶。
在本发明的优选实施例中，所述透析过程中透析液采用流动相(如磷酸缓冲液，其他流动相：0.9％ NaCl溶液)，通过用量多的透析液加速萃取交联剂残留；或采用固体外壳透析器皿阻止凝胶膨胀。本发明一些实施例将透析后的凝胶小块，经制粒设备(如筛网分级过筛或制粒挤出机)制粒，获得预期粒径范围的含有微球的交联凝胶材料，再转移至灭菌容器中密封灭菌。灭菌后灌封，或者先灌封再进行灭菌；所述灭菌可采用常规的湿热灭菌等方式，所述灌封是指将交联凝胶材料灌装于预灌封注射器内、密封，即得。
本发明另一些实施例中，将所述含聚合物微球的交联凝胶块进行透析，之后进行冷冻干燥、粉碎、辐照灭菌，得到含聚合物微球的交联凝胶材料。本发明这类实施例中的透析不受次数和时间限制、中间品存储方便，可适度降低交联透明质酸降解周期。
其中具体操作示例如下，所述冷冻干燥是凝胶块状物转移至托盘中，放入冷冻干燥机进行冷冻干燥，获得冻干的块状物。进一步地，冻干条件：-40±5℃预冻2-3h，-5-30℃升华干燥8-12h，40±2℃解析干燥6-8h。将冻干的块状物置于粉碎机中粉碎，收集经多级筛网(150目/300目)筛分的粉末。样品分装于灭菌袋中，进行辐照灭菌，辐照剂量15-25kGy，获得无菌的中间品(如含有聚酯微球的交联透明质酸粉末)，室温存储、备用。称取适量所述的中间品，分批加入磷酸缓冲溶液中，溶胀30-60min时间，转速200±50rpm搅拌10-20min，混匀，获得含有聚酯微球的交联透明质酸凝胶溶液。在百级净化环境下，经灌装机将含有聚酯微球的交联透明质酸凝胶装入无菌预灌封注射器内，即可获得含聚酯微球的交联透明质酸凝胶的填充剂。
本发明一些实施例采用所述的冷冻干燥工序，保证了透析次数不受最终产品中交联透明质酸含量限制；这是因为获得凝胶块透析次数越多、交联透明质酸吸水量越大，其含量逐渐降低，达不到最终产品预期标示含量(如15mg/ml)；而冻干后产品为粉末，灌装前加入定量的磷酸缓冲溶液进行溶胀，可获得精准的交联透明质酸标示量。
本发明还提供了如前所述的制备方法得到的含聚合物微球的交联凝胶材料，无有机溶剂残留。以优选的透明质酸为例，根据前文所述的聚合物原料，本发明实施例可以得到含聚己内酯(PCL)微球的交联透明质酸凝胶产品，或含改性聚己内酯微球的交联凝胶产品，或含PTMC微球的交联凝胶材料等，广泛应用于医学美容等领域。
与现有技术相比，本发明技术方案可一步获得低熔点疏水性聚合物微球和交联透明质酸凝胶组合材料，其工艺简单、工序简化(省去油相的配制、有机溶剂的挥干和残留溶剂去除的干燥等工序，大幅度缩短微球固化和烘干周期)、生产高效、成本节省。
本发明实施例制备低熔点疏水性聚合物微球和交联透明质酸凝胶组合物的过程中，不引入有机溶剂，可避免有机溶剂对环境的污染危害(人员、生产车间、自然环境)，所得含聚合物微球的交联凝胶材料能用作医学美容填充剂，从而杜绝了植入人体后微球中残留的有机溶剂引起的副作用。
附图说明
图1为现有常规聚合物微球制备的工艺流程图；
图2为现有交联透明质酸凝胶制备的工艺流程图；
图3为本发明一些实施例制备含聚合物微球的交联透明质酸凝胶材料的工艺流程示意图；
图4为实施例1方法制备对应的含微球的凝胶材料样品的扫描电镜照片；
图5为实施例2方法制备对应的含微球的凝胶材料样品的扫描电镜照片；
图6为实施例3方法制备对应的含微球的凝胶材料样品的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1
S1溶解
称取Mw＝3万的聚乙烯醇10g投入1000ml水中，加热至95℃，搅拌溶解，降温至50℃，随后投入分子量100万的透明质酸20g，保温溶解，获得透明质酸粘性基质；
S2熔融
将Mw＝4万的聚己内酯(PCL)经熔体静电纺丝机加热熔融，电压40kv，气压0.8MPa，加热温度105℃，6针头，针孔直径0.1mm，流速200mm/s；
S3乳化
将透明质酸粘性基质升温至105℃、启动机械搅拌器、转速1600rpm，开启熔体静电纺丝机，将熔融的250g PCL以丝状喷入到S1中含有聚乙烯醇的透明质酸粘性基质中，均质乳化15min，使聚合物以熔融态液滴微球分散于透明质酸粘性基质中；
S4固化
将含有熔融态PCL微球的透明质酸粘性基质，搅拌状态下，快速降温至20℃，促使透明质酸粘性基质中的微球由熔融态转变为固态；
S5交联
以氢氧化钠调节S4反应体系pH至12-14，加入0.9g BDDE，升温至40℃，搅拌均匀，交联反应8h，获得包含PCL微球的具有网络结构的交联透明质酸凝胶块。
S6透析
将S5中凝胶块剪成大小约0.5-2cm3的不规则小块，转移至固定体积的多孔透析装置中(可维持S5获得中间品体积不变)，以磷酸缓冲液进行循环透析，获得渗透压在200-400mOsmol/L范围内的含有PCL微球的交联透明质酸凝胶。
S7制粒
S6中透析后的凝胶小块经制粒设备制粒，获得预期粒径范围的含有PCL微球的交联透明质酸凝胶；
S8灭菌
将S7中含有PCL微球的交联透明质酸凝胶转移至灭菌容器中，密封灭菌(优选湿热灭菌)；
S9灌封
将S8中无菌状态的含有PCL微球的交联透明质酸凝胶灌装于预灌封注射器内、密封，获得PCL和交联透明质酸凝胶组合物，即为含PCL微球的交联透明质酸凝胶材料，其中PCL含量为25％、交联透明质酸含量为20mg/ml。
实施例2
S1溶解
称取50g吐温-80投入1000ml60℃的水中，搅拌溶解，降温至50℃，随后投入分子量260万的透明质酸15g，保温溶解，获得透明质酸粘性基质；
S2熔融
将Mw＝22000的PCL-PEG投入3D打印机料斗，气压1.0MPa，设定加热110℃，料口处温度设定为105℃，喷嘴直径0.5mm，打印速度80mm/s；
S3乳化
将透明质酸粘性基质升温至80℃、启动均质分散机、转速2200rpm，开启3D打印机，将熔融的250g PCL-PEG注入到S1中含有吐温的透明质酸粘性基质中，搅拌乳化20min，使PCL-PEG以熔融态液滴微球分散于透明质酸粘性基质中；
S4固化
将含有熔融态PCL-PEG微球的透明质酸基质，搅拌状态下，快速降温至7℃，促使透明质酸基质中的微球由熔融态转变为固态；
S5交联
以氢氧化钠调节S4反应体系pH值至12-13，加入0.6g BDDE，升温至40℃，搅拌均匀，交联反应6h，获得包含PCL-PEG微球的具有网络结构的交联透明质酸凝胶块。
S6透析
将S5中凝胶块剪成大小约0.5-2cm3的不规则小块，转移至固定体积的多孔透析装置中，以磷酸缓冲液进行循环透析，获得渗透压在200-400mOsmol/L范围内的含有PCL-PEG微球的交联透明质酸凝胶。
S7制粒
S6中透析后的凝胶小块经预定的筛网多级过筛制粒，获得预期粒径范围的含有PCL-PEG微球的交联透明质酸凝胶；
S8灌封
将S7中无菌状态的含有PCL-PEG微球的交联透明质酸凝胶灌装于预灌封注射器内、密封；
S9灭菌
将S8中预灌封注射器进行湿热灭菌，获得PCL-PEG和交联透明质酸凝胶组合物，其中PCL-PEG含量为20％、交联透明质酸含量为15mg/ml。
实施例3
S1溶解
称取15g十二烷基硫酸钠(SDS)投入1000ml水中，搅拌溶解，随后投入分子量为260万的透明质酸18g，搅拌至溶解，获得透明质酸粘性基质；
S2熔融
将聚三亚甲基碳酸酯(PTMC，Mw＝20000)投入螺杆挤出机料斗，机头温度设定为105℃，喷嘴直径2mm，挤出速度20mm/s；
S3乳化
将透明质酸粘性基质升温至80℃、启动均质分散机、转速2000rpm，开启挤出机，将熔融的300g PTMC注入到S1中含有SDS的透明质酸粘性基质中，搅拌乳化20min，使PTMC以熔融态液滴微球分散于透明质酸粘性基质中；
S4固化
将含有熔融态PTMC微球的透明质酸基质，搅拌状态下，快速降温至7℃，促使透明质酸基质中的微球由熔融态转变为固态；
S5交联
以氢氧化钠调节S4反应体系pH值至12-13，加入0.72g BDDE，升温至40℃，搅拌均匀，交联反应8h，获得包含PTMC微球的具有网络结构的交联透明质酸凝胶块。
S6透析
将S5中凝胶块剪成大小约0.5-2cm3的不规则小块，转移至至固定体积的多孔透析装置中，以磷酸缓冲液进行循环透析，获得渗透压在200-400mOsmol/L范围内的含有PTMC微球的交联透明质酸凝胶。
S7制粒
S6中透析后的凝胶小块经预定的筛网多级过筛制粒，获得预期粒径范围的含有PTMC微球的交联透明质酸凝胶；
S8灌封
将S7中无菌状态的含有PTMC微球的交联透明质酸凝胶灌装于预灌封注射器内、密封；
S9灭菌
将S8中预灌封注射器进行辐照灭菌，获得PTMC和交联透明质酸凝胶组合物，其中PTMC含量为30％、交联透明质酸含量为18mg/ml。
实施例4
S1溶解
称取Mw＝3万的聚乙烯醇10g投入1000ml水中，加热至95℃，搅拌溶解，降温至50℃，随后投入分子量260万的透明质酸20g，保温溶解，获得透明质酸粘性基质；
S2熔融
将Mw＝4万的聚己内酯(PCL)经熔体静电纺丝机加热熔融，电压40kv，气压0.8MPa，加热温度105℃，6针头，针孔直径0.1mm，流速200mm/s；
S3乳化
将透明质酸粘性基质升温至105℃、启动机械搅拌器、转速1600rpm，开启熔体静电纺丝机，将熔融的250g PCL以丝状喷入到S1中含有聚乙烯醇的透明质酸粘性基质中，均质乳化15min，使聚合物以熔融态液滴微球分散于透明质酸粘性基质中；
S4固化
将含有熔融态PCL微球的透明质酸粘性基质，搅拌状态下，快速降温至20℃，促使透明质酸粘性基质中的微球由熔融态转变为固态；
S5交联
以氢氧化钠调节S4反应体系pH至12-14，加入0.9g BDDE，升温至40℃，搅拌均匀，交联反应8h，获得包含PCL微球的具有网络结构的交联透明质酸凝胶块。
S6透析
将S5中凝胶块剪成大小约0.5-2cm3的不规则小块，转移至固定体积的多孔透析装置中(可维持S5获得中间品体积不变)，以注射用水进行循环透析，获得含有PCL微球的交联透明质酸凝胶。
S7冷冻干燥
将S6中含有PCL微球的交联透明质酸凝胶块状物转移至托盘中，放入冷冻干燥机，进行冷冻干燥(-40℃预冻2h，-5-30℃升华干燥8-12h，40℃解析干燥6-8h)，获得冻干的块状物。
S8粉碎
将S7中冻干的块状物放入粉碎机中粉碎，收集经多级筛网(依次经150目/300目)筛分的粉末。
S9辐照灭菌
将S8中样品分装于灭菌袋中，进行辐照灭菌，辐照剂量为25kGy，获得无菌的中间品，存放备用。
S10溶胀
称取适量S9中的中间品，分批加入1000ml磷酸缓冲溶液中，溶胀30min，搅拌15min混匀，获得含有PCL微球的交联透明质酸凝胶溶液。
S11灌装
在百级净化环境下，经灌装机将S9中含有PCL微球的交联透明质酸凝胶装入无菌预灌封注射器内，获得含PCL微球的交联透明质酸凝胶的填充剂，其中PCL含量为25％、交联透明质酸含量为20mg/ml。
实施例5
按照实施例1-3方法制备对应的微球，样品编号分别记为1#、2#、3#；取样进行冷冻干燥成膜，取水平断截面，喷金后，扫描电镜拍照，见图4、图5和图6。从图4、图5和图6可见，聚酯微球分散于交联透明质酸钠网络中，微球形态规整。
实施例6
按照实施例1-3方法制备对应的微球，样品编号分别记为1#、2#、3#；依照《YY/T0961-2014整形手术用交联透明质酸钠凝胶》进行推挤力的测试。推挤力测试结果见表1：
表1.推挤力测试数据
Figure BDA0003898330300000151
从表1可知，按照本技术方案制备的样品1-3#的推挤力与上市产品相近(18-50N)，而且随着微球和交联透明质酸含量减少其推进力降低。
由以上实施例可知，本发明提供的含聚合物微球的交联凝胶材料及其制备方法，可简化生产工艺、提高生产效率和节省投入成本，同时避免有机试剂的引入，减少了危害，微球材料性能良好。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含聚合物微球的交联凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将低熔点疏水性聚合物的熔体物质在含表面活性剂的生物相容凝胶基质中进行乳化，得到分散有微球的混悬基质；所述低熔点疏水性聚合物的熔融温度在121℃以下，所述表面活性剂包括乳化剂；所述乳化的温度低于121℃，所述乳化的方式选自机械搅拌、均质和超声处理的一种或多种，无需引入有机溶剂；
2)将所述分散有微球的混悬基质降温至所述聚合物熔融温度以下，使生物相容凝胶基质中的熔融态液滴微球固化；
3)将所述微球固化的体系与交联剂在碱性条件下进行交联反应，得到含聚合物微球的交联凝胶块；
4)将所述含聚合物微球的交联凝胶块进行灭菌，得到含聚合物微球的交联凝胶材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述低熔点疏水性聚合物的熔融温度低于100℃，如聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯及其改性材料中的一种或多种；所述生物相容凝胶基质主要成分选自透明质酸、胶原蛋白、壳聚糖、羧甲基纤维素衍生物、聚氨基酸、葡聚糖和淀粉中的一种或多种，优选为透明质酸。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述生物相容凝胶基质主要成分的分子量为20-400万道尔顿。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述低熔点疏水性聚合物的熔体物质主要通过熔融注射、3D打印或熔体静电纺丝方式获得，且以线状挤入或丝状喷入所述生物相容凝胶基质后乳化成微球。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述低熔点疏水性聚合物的熔体物质通过熔体静电纺丝方式获得，所述熔体静电纺丝的工艺中针孔直径0.001-3mm，流速10-200mm/s；
或者，所述低熔点疏水性聚合物的熔体物质通过3D打印方式获得，所述3D打印的工艺中喷嘴直径0.1mm-10mm，打印速度5-150mm/s；
或者，所述低熔点疏水性聚合物的熔体物质通过熔融注射方式获得，其工艺中喷嘴直径1-20mm，挤出速度10-100mm/s。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述乳化剂选自聚乙烯醇、吐温和十二烷基硫酸盐中的一种或多种；所述乳化的温度优选为70-121℃。
7.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述交联反应在pH值9-14、温度40-50℃条件下进行。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中所述灭菌之前还包括透析，所述透析过程中透析液优选采用流动相或采用固体外壳透析器皿阻止凝胶膨胀。
9.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤4)具体为：将所述含聚合物微球的交联凝胶块进行透析，之后进行冷冻干燥、粉碎、辐照灭菌，得到含聚合物微球的交联凝胶材料；
或者具体为：将所述含聚合物微球的交联凝胶块依次进行透析、制粒、优选湿热灭菌，得到含聚合物微球的交联凝胶材料。
10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的含聚合物微球的交联凝胶材料，无有机溶剂残留。
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