一種利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚乳酸微球及其制備方法，具體涉及一種利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法。
技術(shù)背景
[0002]聚乳酸(PLA)是一種優(yōu)良的環(huán)境友好高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，且降解產(chǎn)物不會在重要器官聚集，聚乳酸還具有良好的物理機械性能和易加工成型性，因此在多個領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值，尤其是作為組織工程材料和藥物傳遞與控釋的載體。在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，利用各種加工技術(shù)，聚乳酸能夠被制備成各種結(jié)構(gòu)。微球以其結(jié)構(gòu)的特殊性、性能多變性、應(yīng)用的廣泛性而在生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域有著十分重要的地位。
[0003]當(dāng)前人們主要采用化學(xué)和物理兩種方法制備高分子微球?；瘜W(xué)方法是以單體為原料，通過乳液聚合、懸浮聚合、沉淀聚合、分散聚合以及種子聚合等多種聚合方式得到微球結(jié)構(gòu)，但由于許多生物可降解高分子如聚乳酸、聚己內(nèi)酯等材料合成過程較為特殊，無法實現(xiàn)邊聚合邊成球。因此，通常采用物理方法來制備此類高分子微球。常用物理方法有:乳化-固化法、膠束成球法、復(fù)凝聚法、噴霧干燥法以及層層自組裝等方法。當(dāng)前聚乳酸微球的制備技術(shù)步驟大都比較復(fù)雜，如乳化-固化法需要先制成乳液，然后通過適當(dāng)方法使液滴固化成微球，然后過濾、洗滌及干燥后得到微球材料，其中的設(shè)備需求繁多，影響因素眾多、質(zhì)量較難控制，且后處理麻煩。近年來出現(xiàn)一些新型聚乳酸微球制備方法，如彭凱等人先利用高沸點溶劑溶解聚乳酸和誘導(dǎo)劑后，再用沉淀劑進行固液分離，干燥得到聚乳酸微球(公開號CN 103172876 A)。但在上述報道中采用了誘導(dǎo)劑和沉淀劑，后處理需要過濾洗滌，制備工藝有進一步優(yōu)化的空間。目前尚未有利用靜電紡絲納米纖維的水解制備微球的報道。
[0004]靜電紡絲技術(shù)是通過使帶有電荷的高分子熔體或者溶液在高壓靜電場中噴射、拉伸、劈裂、固化或者溶劑揮發(fā)，最終形成纖維狀物質(zhì)的過程。通常應(yīng)用中，可借助調(diào)節(jié)靜電紡絲的工藝參數(shù)來制備特定結(jié)構(gòu)且尺寸均一的納米纖維。實際上，選擇特定的靜電紡絲參數(shù)如聚合物質(zhì)量分數(shù)、濕度、溫度、推進速率等，還可到串珠狀和綢帶狀的納米纖維。此前王士斌等人已有采用類似于靜電紡絲的技術(shù)一靜電噴霧來制備聚乳酸多孔微球的報道(公開號CN 102941043 A)。但通過該靜電噴霧方法制備聚乳酸微球操作程序較繁瑣，且所得微球的尺寸分布較寬。本發(fā)明利用靜電紡絲技術(shù)制備串珠狀聚乳酸納米纖維，然后將其在堿性溶液水解來獲得聚乳酸微球。該聚乳酸微球的制備方法操作簡單，控制變量少，重復(fù)性好，所得的微球直徑均一、分散性好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是制備一種新型的聚乳酸微球，從而提供一種簡單方便、設(shè)備成本較低、所得聚乳酸微球直徑均一、分散性好的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于，利用串珠狀的聚乳酸納米纖維在堿性溶液中的水解得到聚乳酸微球。
[0007]按上述方案，其制備方法包括有以下步驟:
[0008](I)將聚乳酸溶解到混合有機溶劑中，在30?50°C溫度下恒溫攪拌2?4h，得到聚乳酸溶液；
[0009](2)利用靜電紡絲技術(shù)將聚乳酸溶液制備成串珠狀聚乳酸纖維膜；
[0010](3)將得到的串珠狀聚乳酸纖維膜浸泡在堿性溶液中5?60min，得到直徑均一、分散性好的聚乳酸微球。
[0011]按上述方案，所述步驟(I)中聚乳酸在混合有機溶劑中的質(zhì)量分數(shù)為5?30%。
[0012]按上述方案，所述步驟(I)中混合有機溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、甲苯和N，N 二甲基甲酰胺中的任意兩種且二者質(zhì)量比為1:10?10:1。
[0013]按上述方案，所述步驟(2)中靜電紡絲的電壓為15?25KV，接收距離為10?25cm，推進速率為0.8?1.5mL/h。
[0014]按上述方案，所述步驟(2)中堿性溶液包括但不限于氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液和氨水中的任意一種，且其濃度為0.5?5M。
[0015]按上述方案，所得聚乳酸微球直徑為0.2?5 μ m。
[0016]本發(fā)明給出了制備聚乳酸微球的新型方法，借助靜電紡絲技術(shù)將聚乳酸溶液制備成串珠狀的納米纖維，再通過其在堿性溶液的水解作用得到直徑均一、分散性好的聚乳酸微球。本發(fā)明為制備聚乳酸微球提供了一種新的選擇，并具有工藝簡單、成本低、效率高，易于操作的特點。
【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1所得到的串珠狀的聚乳酸納米纖維的掃描電鏡圖；
[0018]圖2為實施例2所得到的串珠狀的聚乳酸納米纖維的掃描電鏡圖；
[0019]圖3為實施例3所得到的串珠狀的聚乳酸納米纖維的掃描電鏡圖；
[0020]圖4為實施例2所得到的串珠狀的聚乳酸納米纖維經(jīng)過0(a)、10(b)、20(b)、30(c)、40(d)、50(e)min水解后所得的聚乳酸微球掃描電鏡圖；
[0021]圖5為實施例2所得到串珠狀的聚乳酸納米纖維的經(jīng)不同時間水解后所得的聚乳酸微球直徑統(tǒng)計圖。
具體實施方案
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，其目的是更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容，所舉實施例并不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0023]實施例1
[0024](I)聚乳酸溶液的配制:將0.75g聚乳酸加入到含有三氯甲烷4.8g和N，N 二甲基甲酰胺1.Sg的混合溶劑中，在20°C下磁力攪拌4h，使聚乳酸完全溶解；
[0025](2)靜電紡絲制備串珠狀納米纖維:將步驟⑴中的聚乳酸溶液置于1mL的注射器中，通過微量注射泵控制推進速度為lmL/h，靜電紡絲電壓為20KV，注射器針頭離接收板的距離為15cm，靜電紡絲結(jié)束后得到串珠狀聚乳酸纖維膜，用掃描電鏡觀察纖維形貌(如圖1所示)，纖維直徑較粗，呈串珠結(jié)構(gòu)，串珠平均直徑為4.9 μ m。
[0026](3)串珠狀聚乳酸纖維膜的水解制備聚乳酸微球:將步驟(2)中得到的串珠狀聚乳酸纖維膜分作5份先浸泡在0.5M的氫氧化鈉溶液中，再分別于5，15，25，35，45min后取出干燥后用掃描電鏡觀察聚乳酸微球的形貌，并統(tǒng)計其微球直徑大小可知:隨著時間的推移，微球平均直徑從4.9 μ m逐漸減小到1.5 μ m。
[0027]實施例2
[0028](I)聚乳酸溶液的配制:將0.5g聚乳酸加入到含有三氯甲烷3.0g和N，N 二甲基甲酰胺1.5g的混合溶劑中，在40°C下磁力攪拌3h，使聚乳酸完全溶解；
[0029](2)靜電紡絲制備串珠狀納米纖維:將步驟(I)中的聚乳酸溶液置于1mL的注射器中，通過微量注射泵控制推進速度為0.8mL/h，靜電紡絲電壓為25KV，注射器針頭離接收板的距離為10cm，靜電紡絲結(jié)束后得到串珠狀聚乳酸纖維膜，用掃描電鏡觀察纖維形貌(如圖2所示)，纖維直徑較細，呈串珠結(jié)構(gòu)，串珠平均直徑為4.3 μ m。
[0030](3)串珠狀聚乳酸纖維膜的水解制備聚乳酸微球:將步驟(2)中得到的串珠狀聚乳酸纖維膜分作5份先浸泡在1.0M的氫氧化鉀溶液中，再分別于10，20，30，40，50min后取出干燥后用掃描電鏡觀察聚乳酸微球的形貌(如圖4所示)，并統(tǒng)計其微球直徑大小可知:隨著時間的推移，微球平均直徑從4.3 μπι逐漸減小到0.9 μπι(如圖5所示)。
[0031]實施例3
[0032](I)聚乳酸溶液的配制:將0.6g聚乳酸加入到含有三氯甲烷3g和N，N 二甲基甲酰胺3g的混合溶劑中，在40°C下磁力攪拌2h，使聚乳酸完全溶解；
[0033](2)靜電紡絲制備串珠狀納米纖維:將步驟(I)中的聚乳酸溶液置于1mL的注射器中，通過微量注射泵控制推進速度為1.2mL/h，靜電紡絲電壓為25KV，注射器針頭離接收板的距離為20cm，靜電紡絲結(jié)束后得到串珠狀聚乳酸纖維膜，用掃描電鏡觀察纖維形貌(如圖3所示)，纖維幾近消失，串珠相互連接，串珠平均直徑為3.2 μπι。
[0034](3)串珠狀聚乳酸纖維膜的水解制備聚乳酸微球:將步驟(2)中得到的串珠狀聚乳酸纖維膜分作5份先浸泡在1.5Μ的氫氧化鈉溶液中，再分別于5，15，25，35，45min后取出干燥后用掃描電鏡觀察聚乳酸微球的形貌，并統(tǒng)計其微球直徑大小可知:隨著時間的推移，微球平均直徑從3.2 μ m逐漸減小到0.4 μ m。
【主權(quán)項】
1.一種利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于，利用串珠狀的聚乳酸納米纖維在堿性溶液中的水解得到聚乳酸微球。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于，其制備方法包括有以下步驟: (1)將聚乳酸溶解到混合有機溶劑中，在30?50°C溫度下恒溫攪拌2?4h，得到聚乳酸溶液； (2)利用靜電紡絲技術(shù)將聚乳酸溶液制備成串珠狀聚乳酸纖維膜； (3)將得到的串珠狀聚乳酸纖維膜浸泡在堿性溶液中5?60min，得到直徑均一、分散性好的聚乳酸微球。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于:所述步驟(I)中聚乳酸在混合有機溶劑中的質(zhì)量分數(shù)為5?30%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于:所述步驟(I)中混合有機溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、甲苯和N，N二甲基甲酰胺中的任意兩種且二者質(zhì)量比為1:10?10:1。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于:所述步驟(2)中靜電紡絲的電壓為15?25KV，接收距離為10?25cm，推進速率為0.8 ?1.5mL/ho6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于:所述步驟(2)中堿性溶液包括但不限于氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液和氨水中的任意一種，且其濃度為0.5?5M。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，其特征在于:所得聚乳酸微球直徑為0.2?5 μπι。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚乳酸微球及其制備方法，具體涉及一種利用串珠狀納米纖維的水解制備聚乳酸微球的方法，利用串珠狀的聚乳酸納米纖維在堿性溶液中的水解得到聚乳酸微球。本發(fā)明給出了制備聚乳酸微球的新型方法，借助靜電紡絲技術(shù)將聚乳酸溶液制備成串珠狀的納米纖維，再通過其在堿性溶液的水解作用得到直徑均一、分散性好的聚乳酸微球。本發(fā)明為制備聚乳酸微球提供了一種新的選擇，并具有工藝簡單、成本低、效率高，易于操作的特點。
【IPC分類】C08J3/12, C08L67/04
【公開號】CN104945640
【申請?zhí)枴緾N201510382880
【發(fā)明人】蔡寧, 李超, 喻發(fā)全, 代琴, 羅曉剛
【申請人】武漢工程大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月2日