專利名稱：一種聚合物復(fù)合微珠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚合物微珠及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種種聚合物復(fù)合微珠及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚合物微珠在藥物載體和釋放、細胞培養(yǎng)、聚合反應(yīng)、涂料、化妝品等高端和民用領(lǐng)域。制備聚合物微珠通常會采用熱力學(xué)或者機械的方法，如乳化法和相分離法。這些方法簡單易行，但是其缺點也是顯而易見的。這些方法對液滴的粒徑無法精確控制，具有較大的粒徑分布，而聚合物液滴由于粘度高于溶劑，造成在制備過程中的粒徑分布更寬；乳化和相分離等方法通常只能得到單相的聚合物液滴，而無法得到內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的微珠結(jié)構(gòu)。因此對于一些尺寸要求更高、結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的聚合物微珠，則需要采用一些新的方法來實現(xiàn)。近年來，通過微流體反應(yīng)器的方法制備復(fù)合微珠受到了重視。這種方法可以通過控制微流體反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和加工參數(shù)，非常簡便的得到具有尺寸均一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的聚合物復(fù)合微珠。微流體反應(yīng)器具有可設(shè)計性，得到的結(jié)構(gòu)也具有可調(diào)控性，可以滿足多種高端領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聚合物復(fù)合微珠及其制備方法，該復(fù)合微珠的直徑和結(jié)構(gòu)可由微管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)以及制備參數(shù)控制，該制備方法操作簡單，步驟少， 成本低，對設(shè)備的要求不高本發(fā)明的一種聚合物復(fù)合微珠，該微珠包括內(nèi)核和外殼，為核殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)核由兩個半球形的聚合物液滴組成，外殼由與核不相容的聚合物液滴組成。所述的內(nèi)核直徑為50微米到1毫米，內(nèi)核數(shù)量為1-3個；外殼直徑為100微米到 1. 5毫米。所述的兩個半球形的聚合物液滴各采用不同的聚合物，所述聚合物均選自海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、聚烯乙醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、殼聚糖、聚丙烯酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯亞胺、聚乙烯吡啶、水溶性蛋白質(zhì)中的一種；該兩個半球形的聚合物液滴均使用溶劑水、乙醇、甲醇、乙酸、丙酮等低級醇、酮、酸的一種或幾種復(fù)配；上述的溶劑將聚合物溶解后得到核層聚合物溶液。所述的兩個半球形的聚合物液滴中可添加不同的藥物、染料或者無機粉體。所述的與核不相容的聚合物液滴采用的聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乳酸、反應(yīng)性超支化大分子(端基為環(huán)氧鍵、碳碳雙鍵、氨基或羥基等反應(yīng)性基團)、聚苯乙烯、聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸酯共聚物中一種或幾種；該液滴使用溶劑為苯、 甲苯、白油、硅油、植物油、二氯甲烷、三氯甲烷、苯酚、二氯乙烷、液體石蠟、液態(tài)烷烴中的一種或者多種復(fù)配；上述的溶劑將聚合物溶解后得到殼層聚合物溶液。
上述的溶劑為不揮發(fā)性溶劑時，添加異氰酸酯、二酰氯的一種或幾種(添加量為外殼所采用聚合物和溶劑質(zhì)量之和的5-20 % )，優(yōu)選為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異
氰酸酯。所述的兩個半球形的聚合物液滴的質(zhì)量濃度各為1-5%，所述的與核不相容的聚合物液滴的質(zhì)量濃度為1_5%。本發(fā)明的聚合物復(fù)合微珠的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。本發(fā)明的一種聚合物復(fù)合微珠的制備方法，包括將殼層聚合物溶液和兩種核層聚合物溶液同時導(dǎo)入微管中，形成微球，然后在所述的微管中引入水，最后將殼層固化即得；其中殼層溶液推進速率為核層溶液體積流速的 2-10倍，水的引入速度是殼層溶液的體積流速的1-100倍。所述的殼層固化采用揮發(fā)、加熱、萃取、堿洗、交聯(lián)劑交聯(lián)中的一種或幾種。所述的引入的水中添加質(zhì)量百分比為1-10%的表面活性劑，使微珠在水中穩(wěn)定。通過控制各級微管管徑，以及各組分溶液的流速，可以調(diào)節(jié)微珠內(nèi)外層的大小，以及內(nèi)核的數(shù)量。本發(fā)明通過設(shè)計微流體反應(yīng)器和調(diào)控聚合物溶液之間的相互作用，得到具有多級復(fù)合結(jié)構(gòu)的聚合物復(fù)合微珠，有望應(yīng)用于藥物載體和釋放、細胞移植與培養(yǎng)、微反應(yīng)器以及顯示設(shè)備等領(lǐng)域。本發(fā)明的復(fù)合微珠的主要特征是微珠外層部分由一種與內(nèi)層不相容的聚合物組成；微珠內(nèi)層部分由兩個半球形的聚合物液滴組成，兩半球之間的界面通過反應(yīng)、電荷作用或特異性作用粘結(jié)在一起；外層包覆一個或多個內(nèi)層微球。有益效果(1)本發(fā)明的復(fù)合微珠可通過多級微管反應(yīng)器制備得到，其直徑和結(jié)構(gòu)可由微管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)以及制備參數(shù)控制；(2)本發(fā)明的復(fù)合微珠可應(yīng)用于藥物載體和釋放、細胞移植與培養(yǎng)、微反應(yīng)器以及顯示設(shè)備等領(lǐng)域；(3)本發(fā)明的制備方法操作簡單，步驟少，成本低，對設(shè)備的要求不高。


圖1為聚合物復(fù)合微珠的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為制備聚合物復(fù)合微珠的微流體裝置示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。下面實施例中溶液的濃度如無具體指明，均為質(zhì)量濃度。實施例1以2%聚苯乙烯磺酸鈉水溶液和2%殼聚糖的乙酸/水溶液分別作為核層A和B，
4以5%聚乳酸/ 二氯甲烷作為殼層，核層和殼層速度比為1 2，水和殼層速度比為30 1， 微管直徑300微米，得到的微珠直徑200微米，核層80微米，每個微珠內(nèi)部包含3個核，殼層通過溶劑揮發(fā)凝固。實施例2以2%羥甲基纖維素鈉水溶液和2%聚丙烯酰胺水溶液分別作為核層A和B，以 3%聚乙烯/白油溶液作為殼層，核層和殼層速度比為1 5，水和殼層速度比為1 1，微管直徑2毫米，得到的微珠直徑1. 5毫米，核層1毫米，每個微珠內(nèi)部包含1個核，殼層通過溶劑萃取凝固。兩核層分別添加不同的藥物，得到藥物緩釋微珠。實施例3以5%聚乙烯基吡咯烷酮乙醇溶液和4%聚乙烯醇水溶液分別作為核層A和B，以硅油作為殼層，殼層中添加甲苯二異氰酸酯作為成膜劑。核層和殼層速度比為1 10，水和殼層速度比為100 1，微管直徑500微米，得到的微珠直徑400微米，核層150微米，每個微珠內(nèi)部包含1個核。核層兩組分，一組分添加四氧化三鐵粉末另一組分添加二氧化鈦粉末或水溶性染料，得到磁性響應(yīng)顯色微球。實施例4以3%海藻酸鈉水溶液和2%聚乙烯亞胺水溶液分別作為核層A和B，以2%聚對苯二甲酸乙二酯/苯酚/ 二氯乙烷作為殼層，殼層通過堿洗和揮發(fā)固化。核層和殼層速度比為1 5，水和殼層速度比為5 1，微管直徑150微米，得到的微珠直徑100微米，核層 50微米，每個微珠內(nèi)部包含1個核。實施例5以5%聚乙二醇/甲醇溶液和4%絲素蛋白水溶液分別作為核層A和B，以3%聚丙烯/液體石蠟作為殼層，核層和殼層速度比為1 3，水和殼層速度比為3 1，殼層通過萃取固化。微管直徑700微米，得到的微珠直徑600微米，核層250微米，每個微珠內(nèi)部包含2個核。實施例6以2%聚丙烯酸鈉水溶液和4%聚乙烯吡啶水溶液分別作為核層A和B，以5%聚苯乙烯/苯溶液作為殼層，核層和殼層速度比為1 2，水和殼層速度比為50 1，殼層通過溶劑揮發(fā)固化。微管直徑500微米，得到的微珠直徑400微米，核層200微米，每個微珠內(nèi)部包含2個核。實施例7以4%聚乙二醇丙酮溶液和4%絲素蛋白水溶液分別作為核層A和B，以3%聚羥基丁酸酯/三氯甲烷溶液作為殼層，核層和殼層速度比為1 2，水和殼層速度比為20 1， 殼層通過溶劑揮發(fā)固化。微管直徑500微米，得到的微珠直徑400微米，核層250微米，每個微珠內(nèi)部包含1個核。實施例8以4%海藻酸鈉溶液和4%殼聚糖乙酸水溶液分別作為核層A和B，以3%末端帶氨基的超支化聚酰胺酯/三氯甲烷溶液作為殼層，水中添加5%戊二醛作為交聯(lián)劑。核層和殼層速度比為1 2，添加交聯(lián)劑的水和殼層速度比為50 1。外殼先發(fā)生交聯(lián)，然后通過溶劑揮發(fā)固化。微管直徑300微米，得到的微珠直徑250微米，核層150微米，每個微珠內(nèi)部包含1個核。
權(quán)利要求
1.一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于該微珠包括內(nèi)核和外殼，為核殼結(jié)構(gòu)；內(nèi)核由兩個半球形的聚合物液滴組成，外殼由與核不相容的聚合物液滴組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于所述的內(nèi)核直徑為50微米到1毫米，內(nèi)核數(shù)量為1-3個；所述的外殼直徑為100微米到1. 5毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于所述的兩個半球形的聚合物液滴各采用不同的聚合物，該聚合物均選自海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、 聚烯乙醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、殼聚糖、聚丙烯酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯亞胺、聚乙烯吡啶、水溶性蛋白質(zhì)中的一種；該兩個半球形的聚合物液滴的溶劑為水、乙醇、甲醇、乙酸、丙酮中一種或幾種復(fù)配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于所述的兩個半球形的聚合物液滴中添加不同的藥物、染料或者無機粉體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于所述的與核不相容的聚合物液滴采用的聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乳酸、反應(yīng)性超支化大分子、聚苯乙烯、聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸酯共聚物中一種或幾種；該液滴使用的溶劑為苯、甲苯、白油、硅油、植物油、二氯甲烷、三氯甲烷、苯酚、二氯乙烷、液體石蠟、液態(tài)烷烴中的一種或者多種復(fù)配。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于所述的溶劑為不揮發(fā)性溶劑時，添加異氰酸酯、二酰氯的一種或幾種，添加量為外殼所采用聚合物和溶劑質(zhì)量之和的 5-20% ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物復(fù)合微珠，其特征在于所述的兩個半球形的聚合物液滴的質(zhì)量濃度各為1_5%，所述的與核不相容的聚合物液滴的質(zhì)量濃度為1_5%。
9.一種聚合物復(fù)合微珠的制備方法，包括將殼層聚合物溶液和兩種核層聚合物溶液同時導(dǎo)入微管中，形成微球，然后在所述的微管中引入水，最后將殼層固化即得；其中殼層溶液推進速率為核層溶液體積流速的2-10 倍，水的引入速度是殼層溶液的體積流速的1-100倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種聚合物復(fù)合微珠的制備方法，其特征在于所述的殼層固化采用揮發(fā)、加熱、萃取、堿洗、交聯(lián)劑交聯(lián)中的一種或幾種；所述的水中加入質(zhì)量百分比為1-10%的表面活性劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚合物復(fù)合微珠及其制備方法，該微珠包括內(nèi)核和外殼，為核殼結(jié)構(gòu)；內(nèi)核由兩個半球形的聚合物液滴組成，外殼由與核不相容的聚合物液滴組成；其中內(nèi)核直徑為50微米到1毫米，內(nèi)核數(shù)量為1-3個，外殼直徑為100微米到1.5毫米。其制備方法包括將殼層聚合物溶液和兩種核層聚合物溶液同時導(dǎo)入微管中，形成微球，然后在所述的微管中引入水，最后將殼層固化即得。本發(fā)明的復(fù)合微珠可通過多級微管反應(yīng)器制備得到，其直徑和結(jié)構(gòu)可由微管反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)以及制備參數(shù)控制；本發(fā)明的復(fù)合微珠可應(yīng)用于藥物載體和釋放、細胞移植與培養(yǎng)、微反應(yīng)器以及顯示設(shè)備等領(lǐng)域；本發(fā)明的制備方法操作簡單，步驟少，成本低，對設(shè)備的要求不高。
文檔編號A61K9/16GK102327761SQ20111021107
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者俞昊, 傅武興, 朱樹琦, 朱美芳, 楊玢, 鄭陽, 馬驍 申請人:東華大學(xué)