一种双层温敏凝胶微球及制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种双层温敏凝胶微球及制备方法，其特征在于：本发明的一种双层温敏凝胶微球采用医用级透明质酸纳与壳聚糖作为凝胶原料，由壳聚糖凝胶的核与透明质酸纳凝胶的壳组成。凝胶微球内层含有壳聚糖使凝胶更加抗压，抗降解；外层被透明质酸凝胶壳所包覆，易于注射；且双层温敏凝胶微球的颗粒尺寸小、均匀、易于透析；制备过程简单；具有透明质酸与壳聚糖的协同作用，延长了注射部位修复的时间，更易于注射，且具有抗菌、抗凝血，生物体内成型性好特点。
【专利说明】一种双层温敏凝胶微球及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双层温敏凝胶微球及制备方法，特别涉及壳聚糖表面被透明质酸包覆的一种温敏凝胶微球用于填充与修复缺损组织的凝胶，属于医用材料制造方法【技术领域】。
【背景技术】
[0002]壳聚糖是一种无毒性、无刺激性的非常安全的机体用材料。壳聚糖分子中含有大量的氨基(-NH2)和羟基(-0H)基团，具有良好的细胞亲和性。氨基基团的存在使壳聚糖具有良好的亲水性，也使壳聚糖带有弱碱性，其降解可以克服其余多糖降解带来的酸积累。壳聚糖的抗菌性以及过敏反应低等优点，可广泛应用于各种受损器官的修复物、愈合用器材、假体、体内植入物、药物释放体系和医疗与美容等方面。其分子中带有大量的活性基团能被酰胺键接枝而具有温敏性，在功能上更为接近甚至超过生物体组织，从而实现无生物活性的生物材料向有生物活性的生物材料的过渡，其仿生功能更为优秀。温敏凝胶还具有可注射和温敏性，在常温下流动性好，易于注射；生物体内成型性好。但是存在大块凝胶所引入大量交联剂以及催化剂难以去除，颗粒不够均匀，透析时间较长，制备流程长等问题。
[0003]为了克服上述缺点，也出现了采用切割、挤出、废碎等机械手段制造微球，但是这些常规手段会对凝胶的分子链造成一定的破坏，导致凝胶的品质下降。乳液聚合也是制造微球的方法之一，但是采用的有机溶剂的量过多，带来一定的毒性。
[0004]本发明采用自制凝胶反应装置制备了一种双层温敏凝胶微球，此凝胶体系表面是由透明质酸凝胶包覆，壳聚糖凝胶作为内层。透明质酸与壳聚糖通过静电作用力黏附在壳聚糖外层，能够起到润滑作用。而内层含有壳聚糖使凝胶更加抗压，抗降解。易注射温敏凝胶微球，更加能从结构上模拟生物体组织，制备过程简单，且具有透明质酸与壳聚糖的协同作用，延长了注射部位修复的时间，更易于注射，并具有抗菌、抗凝血，生物体内成型性好。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种双层温敏凝胶微球的制备方法。本发明通过以下技术方案来实现，其特征在于包括以下步骤:
[0006]1.温敏壳聚糖制备:
[0007]配制一定浓度的壳聚糖酸性溶液，倒入到一定容积的反应釜中，加入壳聚糖室温搅拌至溶液成透明状，将添加剂以及引发剂加入到反应釜中。通入氮气在30?65°C温度下搅拌至反应结束冷却至室温，加入0.5?I倍溶液体积的水搅拌均匀，加入到附图(I)所示的注射器(I)中；
[0008]上述的壳聚糖来自于甲壳素脱乙酰化，脱乙酰度为15?95% ;
[0009]上述壳聚糖的质量浓度为0.5%?10% ;
[0010]上述酸性溶液为醋酸、盐酸、硼酸中的一种或一种以上；
[0011 ] 上述酸性溶液浓度为
[0012]上述添加剂N-异丙基丙酰胺(NIPAAm)与壳聚糖按质量比为1:1?10:1 ;
[0013]上述引发剂:包括过硫酸钾(KPS)、偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过氧化苯甲酰、或过氧化二叔丁基的一种；
[0014]上述引发剂与壳聚糖的质量比为0.2%?2%。
[0015]2.凝胶微球的制备:
[0016]配制一定的乳化溶液加入到另一个注射器(2)中.放置在双杆推动泵上推动二个注射器的溶液经过共同反应管(3)再滴加到配有碳二亚胺类零段交联剂的浓度为I?10mg/ml透明质酸盐的稀溶液中，用转速为500r/min?3000r/min的搅拌器边滴边快速搅拌，滴定结束后将溶液进行离心、透析，得到双层温敏凝胶微球；
[0017]所述的乳化溶液为矿物油或植物油/span80溶液，植物油/span80质量比为80/20?95/5 ;矿物油/span80质量比为80/20?99/1 ；
[0018]所述的碳二亚胺类零段交联剂选自1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)、1-乙基-3-(3-三甲基氨基丙基)碳二亚胺(ΕΤ0、1，Γ-二硫-P-亚苯基双(碳二亚胺)、叔丁基碳二亚胺和二异丙基碳二亚胺中的一种或多种。
[0019]所述的透明质酸盐选自透明质酸的钠盐、钾盐、铵盐、钙盐和镁盐中的一种。
[0020]所述的碳二亚胺类零段交联剂与透明质酸盐稀溶液质量浓度之比为O?40%。
[0021]3.温敏凝胶微球注射液的配制:
[0022]将步骤⑵干燥好的凝胶微球与pH值为7.0-7.2的磷酸盐(PBS)缓冲液或饱和生理盐水充分溶胀，配成注射液，搅拌均匀，得到可注射的水凝胶。
[0023]4.所发明的凝胶通过使用德国TA公司生产的TQ-100型差示扫描量热仪，测试方法如下:将凝胶微球样品从-10°C以10°C /min速度升温至100°C进行测试，记录在不同温度下的热焓值，测其凝胶温敏值。
[0024]有益.效果:
[0025]1.本发明制备的双层温敏凝胶微球是温敏壳聚糖作为凝胶的内核结构，被透明质酸外壳所包覆。凝胶制作过程不需切割、研磨，简化生产步骤。而内层含有壳聚糖使凝胶更加抗压，抗降解。
[0026]2.另外该温敏壳聚糖与透明质酸通过正负静电作用力将壳聚糖与透明质酸连接起来，不需再用化学试剂，降低了有机溶剂的毒性和破坏性。简化了生产步骤，节约了生产成本。同时温敏性质使其在常温下流动性好，易于注射；生物体内成型性好，降解缓慢。
[0027]3.凝胶微球的颗粒均匀，成圆形，易于透析。双层温敏凝胶微球，更加能从结构上模拟生物体组织，制备过程简单，且具有透明质酸与壳聚糖的协同作用，延长了注射部位修复的时间，更易于注射，并具有抗菌、抗凝血，生物体内成型性好。可广泛应用于各种受损器官的修复物、愈合用器材、假体、体内植入物、药物释放体系和医疗与美容等方面。
[0028]4.复合凝胶的协同作用，克服了单一品种凝胶的缺点，具有一定强度和抗弯刚度，能抵抗人体缺损体压的组织修补能力。复合凝胶由于壳聚糖的抗菌性，有利于受创部位的愈合而不易引起受创部位的感染。同时由于其具有温敏性质具有较好的可注射性和生物相容性。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明制备双层温敏凝胶微球的反应注射器结构示意图:其中I为小孔径注射器；2为大孔径注射器；3为推动杆；4为共同管道；5为油相乳液；6为温敏凝胶溶液。
[0030]图2是本发明实施例2制备出的双层温敏凝胶微球的温敏温度测试动力学。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明进行详细地说明。
[0032]下面通过实施例对本发明进行具体的描述，需要指出的是，以下实施例只是用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本
【发明内容】
对本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0033]除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同的含义。若存在矛盾，则以本申请提供的定义为准。
[0034]实施例1
[0035]配制2%的醋酸水溶液100ml，倒入到250ml的反应釜中，加入2g壳聚糖室温搅拌至溶液成透明状，将2g的NIPAAm以及2mg的KPS加入到反应釜中。通入氮气在30°C温度下搅拌至反应结束冷却至室温，加入50ml水搅拌均匀，加入到附图1所示的注射器(I)中。
[0036]配制质量比80/20的矿物油/span80溶液加入到另一个注射器(2)中.放置在双杆推动泵上，以10ml/h的推动速度推动二个注射器的溶液经过共同反应管(3)，再滴加到配有含有1% 1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)的lmg/ml透明质酸稀溶液中，用转速为2000r/min的速度搅拌至溶液滴加结束，继续搅拌30min后静止1min将溶液进行离心、透析，得到双层温敏凝胶微球。
[0037]实施例2
[0038]配制I %的盐酸水溶液100ml，倒入到250ml的反应釜中，加入Ig壳聚糖室温搅拌至溶液成透明状，将1g的NIPAAm以及2mg的KPS加入到反应釜中。通入氮气在40°C温度下搅拌至反应结束冷却至室温，加入80ml水搅拌均匀，加入到附图1所示的注射器(I)中。
[0039]配制质量比95/5的植物油/span80溶液加入到另一个注射器(2)中.放置在双杆推动泵上，以lml/h的推动速度推动二个注射器的溶液经过共同反应管(3)，再滴加到配有10mg/ml的透明质酸的稀溶液中，用转速为3000r/min的速度搅拌至溶液滴加结束，继续搅拌30min后静止lOmin，将溶液进行离心、透析，得到双层温敏凝胶微球。所发明的凝胶通过动力学测试得到其温敏温度为31°C。
[0040]实施例3
[0041]配制5%的硼酸水溶液10ml,倒入到250ml的反应爸中，加入0.5g壳聚糖室温搅拌至溶液成透明状，将1g的NIPAAm以及2mg的偶氮二异丁腈加入到反应釜中。通入氮气在65°C温度下搅拌至反应结束冷却至室温，加入50ml水搅拌均匀，加入到附图1所示的注射器(I)中。
[0042]配制质量比90/10的植物油/span80溶液加入到另一个注射器(2)中.放置在双杆推动泵上，以5ml/h的推动速度推动二个注射器的溶液经过共同反应管(3)，再滴加到配有10% 1-乙基-3-(3-三甲基氨基丙基)碳二亚胺(ETC)的2mg/ml透明质酸稀溶液中，用转速为500r/min的速度搅拌至溶液滴加结束,继续搅拌30min后静止1min,离心、透析.
[0043]实施例4
[0044]配制10%的醋酸水溶液100ml，倒入到250ml的反应釜中，加入1g壳聚糖室温搅拌至溶液成透明状，将1g的NIPAAm以及2mg的过氧化二酰加入到反应爸中。通入氮气在40°C温度下搅拌至反应结束冷却至室温，加入10ml水搅拌均匀，加入到附图1所示的注射器⑴中。
[0045]配制质量比90/10的植物油/span80溶液200ml加入到另一个注射器⑵中.放置在双杆推动泵上，以5ml/h的推动速度推动二个注射器的溶液经过共同反应管(3)，再滴加到含有5%叔丁基碳二亚胺的lmg/ml透明质酸稀溶液中，用转速为500r/min的速度搅拌至溶液滴加结束，继续搅拌30min后静止1min,离心、透析。
[0046]实施例5
[0047]配制10%的醋酸水溶液100ml，倒入到250ml的反应釜中，加入2g壳聚糖室温搅拌至溶液成透明状，将1g的NIPAAm以及2mg的过氧化二叔丁基加入到反应爸中。通入氮气在40°C温度下搅拌至反应结束冷却至室温，加入10ml水搅拌均匀，加入到附图1所示的注射器(I)中。
[0048]配制质量比99/1的矿物油/span80溶液200ml加入到另一个注射器⑵中.放置在双杆推动泵上，以5ml/h的推动速度推动二个注射器的溶液经过共同反应管(3)，再滴加到配有lmg/ml的透明质酸的稀溶液中，用转速为500r/min的速度搅拌至溶液滴加结束，继续搅拌30min后静止1min,离心、透析。
【权利要求】
1.一种双层温敏凝胶微球及制备方法，其特征在于，一种双层温敏凝胶微球的制备方法包括以下步骤: (1)温敏壳聚糖制备:配制质量比为0.5%?10%壳聚糖的酸性溶液，倒入到反应釜中，室温搅拌至溶液成透明状，再将N-异丙基丙酰胺(NIPAAm)以及引发剂加入到反应釜中。通入氮气在30?65°C温度下搅拌至反应结束冷却至室温,加入0.5?I倍溶液体积的水搅拌均匀，加入到附图1所示的注射器(I)中； 所述的壳聚糖来自于甲壳素脱乙酰化，脱乙酰度为15?95% ； 所述的引发剂为过硫酸钾(KPS)、偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基的一种。 (2)凝胶微球的制备:将配制的乳化溶液加入到附图1所示的注射器(2)中，放置在双杆推动泵上推动二个注射器的溶液经过共同反应管(3)再滴加到浓度为I?10mg/ml含有碳二亚胺类零段交联剂的透明质酸盐稀溶液中，用转速为500r/min?3000r/min的搅拌器边滴边快速搅拌，滴定结束后将溶液进行离心、透析、干燥得到双层温敏凝胶微球； 所述的乳化溶液为植物油与span80,矿物油与span80中一种； 所述的碳二亚胺类零段交联剂选自1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(ETC)、I, I’ -二硫-p-亚苯基双(碳二亚胺)、叔丁基碳二亚胺和二异丙基碳二亚胺中的一种或多种； 所述的透明质酸盐选自透明质酸的钠盐、钾盐、铵盐、钙盐和镁盐中的一种。 (3)温敏凝胶微球注射液的配制:将步骤(2)干燥好的凝胶微球与pH值为7.0-7.2的磷酸盐(PBS)缓冲液或饱和生理盐水充分溶胀，配成注射液，搅拌均匀，得到可注射的水凝胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述酸性溶液为醋酸、盐酸、硼酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于N-异丙基丙酰胺(NIPAAm)与壳聚糖的质量比为1:1?10:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的引发剂与壳聚糖的质量比为0.2%?2%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碳二亚胺类零段交联剂与透明质酸盐稀溶液质量浓度之比为O?40%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乳化溶液为植物油与spanSO质量比为 80/20 ?95/5。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乳化溶液为矿物油与spanSO质量比为 80/20 ?99/1。
【文档编号】B01J13/14GK104226209SQ201310230895
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月9日 优先权日:2013年6月9日
【发明者】冯淑芹 申请人:冯淑芹