[发明专利]聚合物微凝胶珠及其制备方法

说明书

发明领域

本发明一般涉及聚合物微凝胶珠。本发明尤其涉及包含纳米磁性颗粒的聚合物微凝胶珠及其制备方法。依据本发明的聚合物微凝胶珠特别适合用于生物医学应用，例如诱导组织中的高热，因此着重这些应用来便于描述本发明。但是，应当理解所述聚合物微凝胶珠可以用于其他各种应用。

发明背景

包含磁性颗粒的聚合物珠是已知的。已经发现，这种珠特别适用于生物医学应用。特别是这种珠可用于治疗或分析的目的。例如，磁性聚合物珠可用作载体，引导药物到达对象的特定位点并在该位点释放。这种珠还可用于提供组织(例如对象中的患病组织)的高热处理。还发现这种聚合物珠可用于免疫测定。

在数年内已经开发了多种技术来生产包含磁性颗粒的聚合物珠。这些技术包括叠层沉积技术，典型的非均相聚合方法(例如乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合、微乳液聚合和细乳液聚合技术)，以及磁性材料沉淀在预成形聚合物珠的孔隙中。

对于大部分生物医学应用而言，所生产的珠具有均匀的尺寸和组成，并且具有较高的磁性颗粒含量通常是重要的。而且，磁性颗粒基本均匀地分散在全部聚合物珠中通常也是重要的。

迄今为止，对于制备包含磁性颗粒的聚合物珠的分散技术已经进行了大量研究。这些技术包括上述典型的非均相聚合方法，通常包括将磁性颗粒分散在液相中，使单体聚合形成包封所述颗粒的聚合物。

尽管取得了一定的成功，但是在常规分散聚合方法中聚合物颗粒成核的复杂性以及与控制分散的磁性颗粒的稳定性相关的困难被证实是高效制备具有高磁性颗粒含量的聚合物珠的障碍。例如，在常规乳液聚合方法中颗粒成核的原则性位置通常是在水相中或单体溶胀胶束中。但是，存在分散于水相的磁性颗粒可以在这些颗粒的表面处提供额外的成核位点。因此，这些机理之间的竞争导致形成几乎或完全不含有磁性颗粒的聚合物珠。

分散技术的有效性也可能带来麻烦，因为所制备的聚合物珠含有的磁性颗粒不断减小。特别是，随着磁性颗粒不断变小(例如≤100纳米)，将颗粒保持在分散相以产生其中基本均匀分布有颗粒的珠的难度不断增加(即，难以防止磁性颗粒在珠制备过程中发生团聚)。

因此，仍然留有机会来解决或改善与现有的包含磁性颗粒的聚合物珠和/或其制备方法相关的一个或多个不足或缺点，或者至少提供一种代替常规的包含磁性颗粒的聚合物珠和/或其制备方法的方案。

发明概述

因此，本发明提供一种制备包含纳米磁性颗粒的聚合物微凝胶珠的方法，该方法包括：

(i)提供一种包含连续的有机相和分散的水相的分散体，所述分散的水相包含亲水性液体和分散在整个水相中的纳米磁性颗粒，所述纳米磁性颗粒通过空间稳定剂(steric stabiliser)保持它们的分散状态，所述空间稳定剂是聚合物材料，其包含：

(a)空间稳定聚合物链段和锚定聚合物链段，所述空间稳定聚合物链段与所述锚定聚合物链段不同，所述锚定聚合物链段对纳米磁性颗粒表面具有亲和力并将稳定剂固定在颗粒上；和

(b)一种或多种活性官能团；

(ii)从水相中除去亲水性液体；和

(iii)促进空间稳定剂的活性官能团之间发生反应，从而形成包含纳米磁性颗粒的聚合物微凝胶珠。

目前已经发现，依据本发明使用的空间稳定剂能起到以下作用：(i)提供纳米磁性颗粒在水相中的高度稳定的分散体；(ii)提供能相互反应的官能团，它们相互反应从而将稳定剂拴系在一起并形成珠的聚合物基质。尤其是，在从水相中除去亲水性液体后，分散的水相液滴的体积减小。因而迫使各分散的水相液滴中的纳米磁性颗粒聚集，使锚定在给定颗粒上的稳定剂的活性基团与锚定在相邻颗粒上的稳定剂的活性官能团接近，以便反应。随后，这些官能团之间反应，得到其中包含纳米磁性颗粒的微凝胶珠的聚合物基质。

空间稳定剂对于在水相中稳定粒度小于约100纳米，例如小于约50纳米或小于20纳米的纳米磁性颗粒特别有效。

能有效包封纳米磁性颗粒的微凝胶珠的聚合物基质适宜通过受控的可重复且有效的方式制备。因此，已经可以制备具有所需尺寸并且具有较高(例如相对于珠的总质量最高约80重量％)含量的基本均匀分布的磁性颗粒的聚合物微凝胶珠。