专利名称：聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料、其改性物及两者的制备的制作方法
技术领域：
本发明属于生物医用纳米材料领域，涉及聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳 米复合材料、其改性物及两者的制备。
背景技术：
人体中的主要固态无机成分是以钙盐的形式存在于骨骼和牙齿中。骨基质中的主 要无机成分是磷酸钙(约占质量的65%)，以结晶羟基磷灰石(HA)的形式存在。因此，磷 酸钙类生物材料具有良好的生物相容性及生物活性，并且无毒，它们是理想的生物材料，正 是构建高生物安全性药物载体的最佳选择。羟基磷灰石作为药物载体系统能提高药物在生 物膜中的透过性，有利于药物透皮吸收并发挥在细胞内的药效。目前，纳米羟基磷灰石的应 用研究主要集中于硬组织修复材料，而应用于药物载体已经逐渐受到人们的关注，成为近 年来的研究热点。聚合物/磷酸钙纳米复合材料结合了有机聚合物和无机磷酸钙的优良性能，能够 有效的提高其生物性能。聚合物/磷酸钙纳米复合材料在组织工程、疾病早期诊断、药物/ 基因载体等领域有着广阔的应用前景。因此探索创新的方法合成聚合物/磷酸钙纳米复合 材料具有重要的科学意义和应用价值。
发明内容
本发明提供了两嵌段聚合物聚乳酸_聚乙二醇调控制备铕掺杂的磷酸钙纳米复 合材料的简易方法，所述方法以水溶性的铕盐、水溶性的钙盐、水溶性的磷酸盐为原料，在 水介质中，通过嵌段聚合物聚乳酸_聚乙二醇的调控，制备出含有嵌段聚合物聚乳酸-聚乙 二醇和铕离子掺杂的磷酸钙纳米复合材料。一种聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的制备方法，包括如下步 骤(1)、将水溶性的铕盐、水溶性的钙盐、水溶性的两嵌段聚合物聚乳酸-聚乙二醇 溶于水中，得到铕离子浓度为0. 01-10mmol/L,钙离子浓度为1-lOOmmol/L，聚乳酸-聚乙二 醇浓度为0. 001-lmmol/L的溶液；(2)、将水溶性的磷酸盐、水溶性的嵌段聚合物聚乳酸-聚乙二醇溶于水中，得到 磷酸根离子浓度为0. 6-lOOmmol/L、聚乳酸-聚乙二醇浓度为0. 001-lmmol/L的溶液；(3)、将步骤⑴所得的溶液加入步骤(2)所得的溶液中，加入速率为l_40ml/ min.，快速搅拌均勻，调节混合溶液的pH值为8-13，反应完全后离心分离、水洗得到聚乳 酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料。所述聚乳酸-聚乙二醇/铕中“/”代表“和”的意思。优选的，所述水溶性的铕盐选自铕的盐酸盐或硝酸盐；优选的，所述水溶性的钙盐选自钙的盐酸盐或硝酸盐；
优选的，所述水溶性的磷酸盐选自磷酸的钠盐或钾盐；优选的，所述水溶性的嵌段聚合物聚乳酸-聚乙二醇的分子量为5000-10000，其 中，聚乙二醇链段的分子量为3000-8000 ；优选的，所述pH值的调节剂为氨水或氢氧化钠水溶液。一种聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料，为根据上述的制备方法 制得。本发明所得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料为尺寸均勻、且 具有多孔结构的球状颗粒，直径分布在10-50nm。一种聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的改性物，可将聚乳 酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料分散在N，N-二甲基甲酰胺中，在密闭条件下 微波加热处理制得。优选的，所述微波加热的温度为200°C，保温lh。本发明的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料可经物理、化学或生 物的方法进行改性处理得到聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的改性物。本发明的聚乳酸_聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的制备方法具有操作 工艺简单、反应快速、形貌物相可控、原料廉价易得且成本低、生物毒性低等特点，不需要复 杂昂贵的设备，整个制备过程不会对环境造成污染，可以实现工业化生产。本发明的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的具有制备产量高、 形貌可控等优点。所述聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳米复合材料可以直接或经改性 后的改性物用于药物释放载体、基因载体、组织修复等生物医学领域和化工领域。
图1.聚乳酸_聚乙: 照片图2.聚乳酸-聚乙:
发光照片图3.聚乳酸-聚乙:图4.聚乳酸-聚乙:
的药物缓释曲线
丨铕掺杂磷酸钙纳米复合材料的透射电子显微镜(TEM)
铕掺杂磷酸钙纳米复合材料在紫光(365nm)激发下的
铕掺杂磷酸钙纳米复合材料的紫外光致发光光谱 铕掺杂磷酸钙纳米复合材料的改性物装载布洛芬药物
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的保护范围。实施例1.称取26. 4毫克Eu2O3溶于硝酸后蒸干，加入330毫克CaCl2和25毫克分子量为 8000的聚乳酸-聚乙二醇溶于60毫升去离子水中，其中聚乙二醇链段分子量为5000 ；称取 1775毫克Na2HPO4 · 12H20和25毫克聚乳酸-聚乙二醇溶于60毫升去离子水中；两者完全 溶解后将含钙离子的溶液以10毫升/分钟的速率混入另一种溶液中，用氨水调控pH值为 10。反应完全后离心分离、水洗得到具有多孔结构的球状聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸
4钙纳米复合材料。经检测，所得产物的XRD表征显示所得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷 酸钙纳米复合材料为无定形相，所述球状产物颗粒的直径分布在10-50nm。本实施例制得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳米复合材料透射电子显微镜 (TEM)照片如图1所示，说明产物为多孔的颗粒，直径分布在10-50nm。本实施例制得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳米复合材料在紫光(365nm) 激发下的发光照片如图2所示，说明产物在365nm的激发光下具有较好的发光性能。本实施例制得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳米复合材料的紫外光致发光 光谱如图3所示，说明产物的最大激发峰在393nm处，最大发射峰在612nm处。实施例2.将实施例1制得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳米复合材料进行改性处 理按实施例1的条件制备得到聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳米复合材料，将 该材料分散在N，N-二甲基甲酰胺中，在密闭条件下以微波加热至200°C保持1小时，得到 比表面积为126. 7平方米/克的多孔纳米复合材料的改性物，表面孔结构较实施例1的产 物更为明显，材料直径分布在10-50nm，XRD表征产物仍为磷酸钙的无定形相，装载布洛芬 药物后，体外释放实验中表现出良好的缓释效果。本实施例制得的聚乳酸_聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳米复合材料的改性物装载布 洛芬药物的药物缓释曲线如图4所示，说明产物装载布洛芬药物后，具有明显的缓释效果。实施例3称取0. 7毫克Eu2O3溶于硝酸后蒸干，加入22. 2毫克CaCl2和2毫克分子量为 10000的聚乳酸-聚乙二醇溶于100毫升去离子水中，其中聚乙二醇链段分子量为8000 ；称 取20. 9毫克K2HPO4 ·3Η20和2毫克聚乳酸-聚乙二醇溶于100毫升去离子水中；两者完全 溶解后将含钙离子的溶液以40毫升/分钟的速率混入另一种溶液中，用氨水调控ρΗ值为 8。反应完全后离心分离、水洗得到具有多孔结构的球状聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙 纳米复合材料。经检测，所得产物的XRD表征显示所得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸 钙纳米复合材料为无定形相的磷酸钙；产物为多孔的颗粒，直径分布在10-50nm ；在365nm 的紫光激发光下具有较好的发光性能；最大激发峰在393nm处，最大发射峰在612nm处。实施例4称取0. 7克Eu2O3溶于硝酸后蒸干，加入4. 7克Ca (NO3) 2 · 4H20和0. 8克分子量为 8000的聚乳酸-聚乙二醇溶于100毫升去离子水中，其中聚乙二醇链段分子量为3000 ；称 取3. 1克NaH2PO4 ·2Η20和0. 8克聚乳酸-聚乙二醇溶于100毫升去离子水中；两者完全溶 解后将含钙离子的溶液以1毫升/分钟的速率混入另一种溶液中，用氨水调控PH值为13。 反应完全后离心分离、水洗得到具有多孔结构的球状聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙纳 米复合材料。经检测，所得产物的XRD表征显示所得的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂磷酸钙 纳米复合材料为无定形相；产物为多孔的颗粒，直径分布在10-50nm ；在365nm的紫光激发 光下具有较好的发光性能；最大激发峰在393nm处，最大发射峰在612nm处。
权利要求
一种聚乳酸 聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤(1)、将水溶性的铕盐、水溶性的钙盐、水溶性的两嵌段聚合物聚乳酸 聚乙二醇溶于水中，得到铕离子浓度为0.01 10mmol/L，钙离子浓度为1 100mmol/L，聚乳酸 聚乙二醇浓度为0.001 1mmol/L的溶液；(2)、将水溶性的磷酸盐、水溶性的嵌段聚合物聚乳酸 聚乙二醇溶于水中，得到磷酸根离子浓度为0.6 100mmol/L、聚乳酸 聚乙二醇浓度为0.001 1mmol/L的溶液；(3)、将步骤(1)所得的溶液加入步骤(2)所得的溶液中，加入速率为1 40ml/min.，搅拌均匀，调节混合溶液的pH值为8 13，反应完全后离心分离、水洗得到聚乳酸 聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性的铕盐选自铕的盐酸盐或 硝酸盐；所述水溶性的钙盐选自钙的盐酸盐或硝酸盐；所述水溶性的磷酸盐选自磷酸的钠 盐或钾盐。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性的嵌段聚合物聚乳酸-聚乙 二醇的分子量为5000-10000，其中，聚乙二醇链段的分子量为3000-8000。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PH值的调节剂为氨水或氢氧化钠 水溶液。
5.一种聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料，为根据权利要求1-4任一 所述的制备方法制得。
6.如权利要求5所述的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料，其特征 在于，所述复合材料为尺寸均勻、且具有多孔结构的球状颗粒，所述球状颗粒的直径分布在 10-50nm。
7.如权利要求5或6所述的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料在药物 释放载体、基因载体和组织修复中的应用。
8.一种聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的改性物，其特征在于，将权 利要求5或6所述的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料分散在N，N- 二甲 基甲酰胺中，在密闭条件下微波加热处理制得。
9.如权利要求8所述的聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的改性物在 药物释放载体、基因载体和组织修复中的应用。
全文摘要
本发明属于生物医用纳米材料领域，涉及聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料、其改性物及两者的制备。所述聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料的制备方法，以水溶性的铕盐、钙盐、磷酸盐为原料，在水介质中，通过两嵌段聚合物聚乳酸-聚乙二醇和pH值的调控，制备出含有两嵌段聚合物聚乳酸-聚乙二醇和铕离子掺杂的磷酸钙纳米复合材料；所述方法具有工艺简单，反应快速，形貌物相可控，成本低，生物毒性低的特点。所述聚乳酸-聚乙二醇/铕掺杂的磷酸钙纳米复合材料及其改性物尺寸均匀，具有多孔结构，适用于药物载体，可广泛应用于生物、化工等领域。
文档编号A61K48/00GK101974229SQ20101051284
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者朱英杰, 陈 峰 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所