[发明专利]可拆卸T型微通道装置及其制备单分散聚合物微球的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可拆卸T型微通道装置及其制备单分散聚合物微球的方法，所制得的聚合物微球主要用于医药缓控释制剂行业。

背景技术

作为缓控释药物载体，单分散生物可降解聚合物微球不仅可以提高生物利用度，而且在药物缓控释体系中发挥着不可替代的作用。因为在一个药物缓释体系中，如果所用的载药微球都负载相同剂量的药物，那么这个体系就能对药物剂量实现最好的控制。此外，作为功能高分子材料，微米级粒径均一的聚合物微球在分析化学、生物化学、免疫医学、标准计量以及某些高新技术领域中也有着广泛的用途。

目前已报道的单分散聚合物微球的制备方法有膜乳化法、聚合反应法和声激励法等。三种方法都能制得单分散聚合物微球，但在应用中也存在着一些问题。其中，膜乳化法的实验装置复杂，所用的玻璃膜价格昂贵；影响聚合反应法的操作条件众多，且难以控制；声激励法处于实验室阶段，尚未大规模使用。

微流控技术是近年来发展起来的一门新兴技术，其在制备单分散微球中的应用已崭露头角。据文献报道，有研究者利用微通道装置成功制备了壳聚糖微球和海藻酸钙凝胶微球等。一般的微流控技术所用的微通道芯片是一体的，不可拆卸，鉴于微通道的尺寸在10~300微米之间，即使通过微通道的流体经过严格的过滤，在操作过程中也易发生堵塞，给使用带来不便。

聚乳酸（PLA）及其共聚物聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）体系具有优良的生物相容性及生物可降解性，质量稳定，可通过调节单体摩尔比和分子量来控制聚合物降解速率，且降解终产物为CO₂和水，对人体无害，其在医药领域中得到了广泛的应用。特别地，PLGA已通过美国FDA认证，被正式作为药用辅料收录进美国药典。目前国外已有报道用微通道方法制备了PLGA的纤维，而用微通道装置制备聚乳酸及其共聚物的微球还未见报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可拆卸T型微通道装置及其制备单分散聚合物微球的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可拆卸T型微通道装置，它包括：蠕动泵、储液槽、高位槽、止水夹、注射泵、可拆卸T型管、观测池、平板和摇床；其中，所述蠕动泵一端的管道置于储液槽内，另一端的管道置于高位槽的顶部，高位槽底部与一止水夹通过管路相连；所述可拆卸T型管由分散相流动通路的输出端插入连续相流动通路的侧壁相连组成，连续相流动通路的输入端与止水夹相连，分散相流动通路的输入端连接注射泵，连续相流动通路的输出端连接观测池，观测池的输出管道置于平板上方，平板置于摇床中。

一种应用上述可拆卸T型微通道装置制备单分散聚合物微球的方法，该方法包括以下步骤：

（1）聚合物溶解于有机溶剂作为分散相，聚合物在分散相中的浓度为0.5%~2%g/ml；乳化剂溶解于水作为连续相，乳化剂在连续相中的浓度为0.5%~2% g/ml；

（2）注射泵（5）将分散相按0.03~0.4ml/min的流速注入分散相流动通路输入端，蠕动泵、储液槽和高位槽配合，使高位槽液面恒定，从而控制连续相在4.5~9.5ml/min流速范围内注入连续相流动通路输入端，分散相和连续相在可拆卸T型管内形成乳液；

（3）平板收集经可拆卸T型管形成的乳液，并在摇床中固化，形成单分散聚合物微球，固化时间为30~60min，摇床控制参数为：温度20~35℃，转数50~150rpm。

本发明依据微流控技术中连续相流体剪切分散相流体使其形成单分散乳滴的原理，设计了一套可拆卸的T型微通道装置，使用该装置成功地制备了单分散聚合物微球。其具体原理是：由液面高度一定的高位槽控制连续相（溶解有乳化剂的水溶液）的流速，使其保持恒定，在恒定的流速下，连续相产生稳定的流场；由注射泵控制分散相（溶解有聚合物的有机溶剂）的流速为恒定；分散相经针管注入连续相中，当针管末端的分散相液滴生长到一定大小时，被流动的连续相剪切下来。由于连续相及分散相的流速均保持恒定，从针管末端处剪切下来的分散相液滴大小也基本一致。液滴在摇床的作用下固化，形成粒径均匀的聚合物微球。本发明可以通过调节微通道分散相及连续相管路尺寸、分散相及连续相流速、连续相中乳化剂浓度来控制所形成的液滴大小，从而控制得到的聚合物微球的粒径大小。而通过调节分散相溶液浓度可直接控制聚合物微球的粒径大小。分散相管路越窄、流速越慢，连续相流速越快，乳化剂用量越多，则所形成的液滴粒径越小。另外，上述因素也会影响所得微球的CV值。