[发明专利]一种层层组装的微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明的目的是提供一种基于西佛碱键层层组装生物兼容性微胶囊的方法。

背景技术

微胶囊是通过成膜物质将囊内空间与其外部空间隔离开而形成的具有特定几何形状的物质，其形状以球形为主，也可为椭圆形、正方形或长方形、多边形以及各种不规则形状。微胶囊的内部可以是填充的，也可以是中空的。微胶囊的囊壁通常由天然或合成的高分子材料或无机材料组成，囊壁的厚度一般在几纳米至几微米之间。微胶囊的囊壁将囊内外空间隔离，若将物质包裹在囊内，物质本身的物理化学、生物学性能则不会受到影响，同时又对被包裹的物质起到保护作用，将其与外界隔离。囊壁具备的阻隔和渗透调节性能，可以降低或调控包埋物质的释放速率，从而起到缓释和控制释放的作用。因此，由于微胶囊所具备的种种功能，使得科学家们根据被包裹物质性质的不同或实际应用中的需要，使用或开发出不同的囊壁材料以及制备方法。传统微胶囊的制备方法从原理上可分为化学方法、物理方法和物理化学方法。化学法是指通过界面聚合、原位聚合等化学反应的方式制备胶囊结构；而喷雾法、锅包法以及空气悬浮成膜法等皆属于物理法的范围；物理化学的方法主要包括凝聚法、干燥浴法和油相分离法等。

上述方法制备的微胶囊，无论是核-壳结构还是中空的微胶囊，在微胶囊的大小和囊壁厚度等方面都无法精确控制，导致微胶囊的尺度和壁厚存在着较大的多分散性。层层组装技术与模板法相结合制备微胶囊能够对胶囊的形态、尺寸、囊壁组成、壁厚、结构、通透性能以及表面功能进行调控。这种方法具有来源广泛、操作方法简单、成本低廉等优点，对微胶囊的制备和应用是个巨大的突破。

经典的层层组装技术的成膜推动力主要是聚电解质分子或带电物质之间的静电作用力。多种具有电荷的物质，如合成与天然的聚电解质、纳米微粒、蛋白质、酶、磷脂、染料、金属离子和表面活性剂等，都可被组装到中空微胶囊中，从而制备出具有多种性能与功能的微胶囊。然而，囊壁的组成已不再局限于带电物质，所以组装的驱动力也从静电作用延伸为氢键作用、疏水作用、共价交联作用或DNA杂化作用等非静电作用。由于共价键的强度要比静电力、氢键等的强度大得多，因此由共价作用形成的微胶囊在稳定性方面有着独特的优势，这也是近年来它广泛用于组装微胶囊的原因。通过共价键制备微胶囊的方法，在技术上大多采用化学交联剂，如戊二醛、聚环氧化物，碳化二亚胺等。高长有等通过戊二醛介导聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)在碳酸锰粒子表面的组装，获得了戊二醛交联的PAH单组分微胶囊。但是众所周知，上述交联剂大多有毒，容易溶出并进入人体内，从而对人体产生极大的危害。

另外，现有的微胶囊壁材，通常是由天然或合成的高分子材料组成。但是，这些材料大多不能被生物降解，对人体和环境有害，而采用生物合成或生物衍生的高分子材料(如海藻酸钠、多聚赖氨酸、DNA、胶原、明胶、壳聚糖、葡聚糖、肝素及其衍生物等)则可得到生物相容的微胶囊。

基于上述原因，本发明提出了一种无需额外加入交联剂，制备稳定、生物兼容、生物可降解的微胶囊的方法。

发明内容

本发明在以往利用层层组装技术和模板法相结合制备微胶囊的基础上，基于西佛碱键组装生物兼容的微胶囊。

本发明提供了一种基于西佛碱键层层组装生物兼容性微胶囊的方法，包括以下步骤：

(a)将模板粒子分散到含有组分2的溶液中吸附，去除未吸附的组分2；

(b)将步骤a)中得到的粒子再分散到含有组分1的溶液中吸附，去除未反应的组分1；

(c)重复至少2次的步骤a和b，组分1或2可以与上一次相同，也可以与上一次不同，任选的包括除去模板粒子的步骤。

根据本发明实施例的方法，其中，所述的组分1或2为糖或糖的衍生物。

根据本发明实施例的方法，其中，所述的组分1为糖的部分或全部羟基被氧化而得到的衍生物。

根据本发明实施例的方法，其中，所述的组分2为壳聚糖。

根据本发明实施例的方法，其中，所述用于氧化的糖为淀粉、纤维素、葡聚糖。

根据本发明实施例的方法，其中，所述糖被高碘酸钠氧化。

根据本发明实施例的方法，其中，所述的模板粒子可以是碳酸锰、碳酸钙、碳酸镉、二氧化硅、聚苯乙烯胶体粒子、三聚氰胺甲醛胶体粒子等，或是药物晶体。

根据本发明实施例的方法，其中，所述的模板粒子可以是椭圆形、正方形、长方形、多边形以及各种不规则形状。

根据本发明的方法得到的微胶囊具有如下优点，