專利名稱：一種核殼結(jié)構(gòu)微膠囊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特定結(jié)構(gòu)的微膠囊及其制備方法，更具體地，是一種核殼結(jié)構(gòu)微膠囊 及其制備方法。
背景技術(shù)：
在藥物傳遞、組織工程、甚至干細(xì)胞研究中，使用恰當(dāng)?shù)纳锓肿觽鬟f載體是至關(guān) 重要的，特別是在干細(xì)胞組織再生的研究中，由于干細(xì)胞的分化由某種特定的在時(shí)間和空 間相互關(guān)聯(lián)的生長(zhǎng)因子或荷爾蒙所決定，所以生長(zhǎng)因子傳遞系統(tǒng)的性質(zhì)可以控制干細(xì)胞行 為。目前，藥物、蛋白質(zhì)或其它可生物降解高分子的微囊化，是一種被廣泛認(rèn)可的有效制備 運(yùn)載和保存靶向生物分子微囊的方法，例如用雙乳化劑蒸發(fā)法制備的可生物降解高分子微 球，可控制性運(yùn)載細(xì)胞因子和蛋白質(zhì)。人們希望更加完全的理解和認(rèn)知到干細(xì)胞的巨大潛 力，可是傳統(tǒng)的傳遞媒介和它們的釋放方式有很多局限。在大多數(shù)情況下，傳遞所用載體 會(huì)包裹住單一生物分子并且屏蔽掉它們的一部分功能，然而，在組織發(fā)育、生長(zhǎng)和維護(hù)中， 不同生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子的復(fù)合體是相互作用的，這意味著單一生物活性分子也許受到限 制，因此用一個(gè)新穎的傳遞方式轉(zhuǎn)移多個(gè)生長(zhǎng)因子到干細(xì)胞是具有非常重大意義的。電噴鍍是一個(gè)可用于制備微米或納米尺寸高分子聚合物微囊的方式。在這個(gè)過(guò)程 中，高壓電場(chǎng)會(huì)使得高分子液體在毛細(xì)管中充電，從而導(dǎo)致在噴口尖處發(fā)生椎體噴射現(xiàn)象， 在這種情況下，粘度高的高分子溶液會(huì)被拉伸，彎曲成微米或納米級(jí)的纖維，而較稀高分子 溶液的則會(huì)碎裂成小液滴，且隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的升高，以噴射方式從滴落到錐形滴落，此方式 適合于生產(chǎn)具有均一大小的相容性小液滴，但利用電噴鍍技術(shù)很難精確控制微囊大小和形 狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)載效果好的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊及其制備方 法。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的針對(duì)兩種粘度很大的高分子咋同軸系統(tǒng)的針 尖處合并時(shí)能立即形成液滴，并在強(qiáng)電場(chǎng)作用下噴射沉淀為固體膠囊的特點(diǎn)，提供一種結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單且對(duì)生長(zhǎng)因子以及藥物的轉(zhuǎn)載效果好的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊及其制備方法，操作簡(jiǎn)單、 成本低。本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，包括核層和殼層，所述核層和殼層由重均分子量為 5 50萬(wàn)的不同種類的生物高分子構(gòu)成，其中，所述核層的質(zhì)量百分比為20 95%，所述 殼層的質(zhì)量百分比為5 80%。進(jìn)一步地，本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的核層和/或殼層上負(fù)載有生長(zhǎng)因子和/或 藥物。優(yōu)選地，本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的直徑為IOOnm 10 μ m。選擇性地，本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊中核層和殼層的生物高分子分別選自聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物 (PLGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、海藻酸鈉中的一種。優(yōu)選地，本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊中所含生長(zhǎng)因子的質(zhì)量百分濃度為1 50%。優(yōu)選地，本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊中所含藥物的質(zhì)量百分濃度為0. 1 50%。本發(fā)明的制備上述核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的方法，包括如下步驟(1)配制生物高分子溶液將核層和殼層生物高分子材料分別溶于溶劑中，配制 成質(zhì)量百分濃度為2 30%的核層生物高分子溶液和殼層生物高分子溶液；(2)微膠囊成型按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)取10 ^G的大小不同的針頭分別充當(dāng)同軸 系統(tǒng)的外層針尖和內(nèi)層針尖，核層生物高分子溶液通過(guò)內(nèi)層針尖流出，殼層生物高分子溶 液通過(guò)外層針尖流出，利用微量注射泵調(diào)節(jié)外層針尖和內(nèi)層針尖中的流體流速，通過(guò)同軸 電噴鍍的方法在接收池中得到成型的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其中，所述同軸系統(tǒng)的電噴電壓為 5000 20000V，針尖到接收池的距離為5 20cm。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明制備的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的各種不同功能，在所述生物高分子溶液 中進(jìn)一步加入生長(zhǎng)因子和/或藥物，其中，所述生長(zhǎng)因子的質(zhì)量百分濃度為1 50%，所述 藥物的質(zhì)量百分濃度為0. 1 50%。選擇性地，本發(fā)明制備核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的方法中所用溶劑選自但不限于水、丙酮、 乙醇、二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或多種。當(dāng)選擇海藻酸鈉作為殼層材料時(shí)，本發(fā)明制備核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的方法中所述接收 池中包括有氯化鈣或丙酮，所述生物高分子溶液在所述氯化鈣或丙酮中固化成型后再置于 真空條件下蒸發(fā)溶劑。按照本發(fā)明制備核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，采用同軸系統(tǒng)將核層和殼層高分子溶液在高壓 條件下擠出，在同軸針尖處合并形成液滴并在強(qiáng)電場(chǎng)作用下噴射沉淀為固體微膠囊，工藝 簡(jiǎn)單，便于操作且成本低；所得的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可進(jìn)一步通過(guò)添加生長(zhǎng)因子和 藥物以實(shí)現(xiàn)不同功能，且所述微膠囊可對(duì)生長(zhǎng)因子以及藥物實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制釋放，在組織工 程支架材料、干細(xì)胞研究、藥物控制釋放等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式以下描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但并非用以限定本發(fā)明。實(shí)施例1 按照如下方法制備核殼結(jié)構(gòu)微膠囊(1)配制生物高分子溶液將PLGA溶于二甲基甲酰胺中，配制成質(zhì)量體積百分濃 度為3. 8%的PLGA溶液，并在所述PLGA溶液中加入骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2)，其中，骨形態(tài) 發(fā)生蛋白的質(zhì)量百分濃度為4%，得到核層生物高分子溶液；將海藻酸鈉溶于水中，配制成 質(zhì)量百分濃度為的海藻酸鈉溶液，并在所述海藻酸鈉溶液中加入地塞米松，其中，地塞 米松的質(zhì)量百分濃度為0. 5%，得到殼層生物高分子溶液；(2)微膠囊成型按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)取IOG的塑料針尖和^G的不銹鋼針尖分別充 當(dāng)同軸系統(tǒng)的外層針尖和內(nèi)層針尖，核層生物高分子溶液通過(guò)內(nèi)層針尖流出，殼層生物高 分子溶液通過(guò)外層針尖流出，利用微量注射泵調(diào)節(jié)外層針尖和內(nèi)層針尖中的流體流速，通 過(guò)同軸電噴鍍法將生物高分子溶液噴入接收池中，在接收池的氯化鈣中固化成型后置于真空條件下蒸發(fā)溶劑即得到直徑為200μπι的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其中，所述同軸系統(tǒng)的電噴電 壓為7000 12000V，針尖到接收池的距離為10cm。 實(shí)踐證明，本發(fā)明的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊具有良好的可生物降解、吸收性能，且能通過(guò) 在核層和殼層中添加生長(zhǎng)因子以及藥物并對(duì)其實(shí)行獨(dú)立控制釋放，從而實(shí)現(xiàn)微膠囊的不同 功能；本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，易于操作，從而有效控制了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，包括核層和殼層，其特征在于，所述核層和殼層由重均分子量 為5 50萬(wàn)的不同種類的生物高分子構(gòu)成，其中，所述核層的質(zhì)量百分比為20 95%，所 述殼層的質(zhì)量百分比為5 80%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其特征在于，所述核層和/或殼層上負(fù)載有 生長(zhǎng)因子和/或藥物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其特征在于，所述微膠囊的直徑為 IOOnm 10 μ m0
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其特征在于，所述生物高分子選自聚環(huán) 氧乙烷、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚己內(nèi)酯、海藻酸鈉中 的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其特征在于，所述生長(zhǎng)因子的質(zhì)量百分濃 度為1 50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其特征在于，所述藥物的質(zhì)量百分濃度為 0. 1 50%。
7.一種制備權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)配制生物高分子溶液將核層和殼層生物高分子材料分別溶于溶劑中，配制成質(zhì) 量百分濃度為2 30%的核層生物高分子溶液和殼層生物高分子溶液；(2)微膠囊成型按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)取10 ^G的大小不同的針頭分別充當(dāng)同軸系統(tǒng)的 外層針尖和內(nèi)層針尖，核層生物高分子溶液通過(guò)內(nèi)層針尖流出，殼層生物高分子溶液通過(guò) 外層針尖流出，利用微量注射泵調(diào)節(jié)外層針尖和內(nèi)層針尖中的流體流速，通過(guò)同軸電噴鍍 的方法在接收池中得到成型的核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，其中，所述同軸系統(tǒng)的電噴電壓為5000 20000V，針尖到接收池的距離為5 20cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的方法，其特征在于，在所述生物高 分子溶液中進(jìn)一步加入生長(zhǎng)因子和/或藥物，其中，所述生長(zhǎng)因子的質(zhì)量百分濃度為1 50%，所述藥物的質(zhì)量百分濃度為0. 1 50%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制備核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的方法，其特征在于，所述溶劑選自 水、丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制備核殼結(jié)構(gòu)微膠囊的方法，其特征在于，所述接收池 中包括有氯化鈣或丙酮，所述生物高分子溶液在所述氯化鈣或丙酮中固化成型后再置于真 空條件下蒸發(fā)溶劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核殼結(jié)構(gòu)微膠囊及其制備方法，所述核殼結(jié)構(gòu)微膠囊包括核層和殼層，所述核層和殼層由重均分子量為5～50萬(wàn)的不同種類的生物高分子構(gòu)成，其中，所述核層的質(zhì)量百分比為20～95％，所述殼層的質(zhì)量百分比為5～80％；所述殼層和核層可進(jìn)一步含有生長(zhǎng)因子和/或藥物，從而實(shí)現(xiàn)微膠囊的不同功能。通過(guò)采用同軸系統(tǒng)將核層和殼層生物高分子材料溶液成型，得到核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，具有工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便且成本低的特點(diǎn)，所得微膠囊具有良好的生物相容性、生物降解性以及生物吸收性，可搭載活性生長(zhǎng)因子以及藥物并實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制釋放，在組織工程支架材料、干細(xì)胞研究、藥物控制釋放等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L5/04GK102070895SQ20101054740
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者李立藏, 申孟芝, 許杉杉, 韓志超 申請(qǐng)人:無(wú)錫中科光遠(yuǎn)生物材料有限公司