[发明专利]一种新型烷基笼型倍半硅氧烷纳米杂化物的制备及其应用

说明书

技术领域

本研究涉及有机/无机杂化凝胶的制备，属于功能高分子材料领域。 

背景技术

海藻酸是从褐藻中提取的一种亲水性多糖类化合物，海藻酸钠盐易溶于水，是一种电荷密度很高的聚电解质，具有良好的生物降解性和相容性.海藻酸钙等二价盐在人体内不同pH值环境中会逐渐发生离子交换成为海藻酸(酸性)或一价盐(中性或碱性).在小肠的微碱性环境中形成的一价盐可以慢慢溶解，药物可以获得比胃中高许多的释放速率.随着药物制剂的迅速发展，具有无毒、可生物降解、良好的生物相容性、缓释和控释的药物载体材料已日益引人注目.然而海藻酸钠水凝胶的载药量不甚理想，通常采用与其他物质共混的办法来改善其载药量.海藻酸钠水凝胶的强度与韧性也不理想，使其在应用上受到限制. 

硅倍半氧烷是指分子结构为RSiO_1.5(n Si∶n O＝2∶3)的有机硅化合物^[11]，分子中的R基可以是氢原子、烷基、亚烃基、芳基、亚芳基或这些基团的取代基，主要结构有无规、梯形、笼形、半笼形等，它们的典型结构如图所示.倍半硅氧烷化学的发展经历了半个多世纪，其中笼形低聚倍半硅氧烷(RSiO_1.5)_n(n≥4简写为POSS)近年来作为改性剂或共聚单体用于高分子材料的改性、制备纳米复合材料引起了人们的兴趣.笼型低聚倍半硅氧烷具备一些特殊的效应，如纳米效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，它的存在能使得聚合物多种性能有所改善.另外POSS上可以功能化，使其带有很多反应性基团，POSS本身作为生物材料也具有很好的热稳定性、生物相容性和不被人体吸收等特点.本研究用含POSS的疏水纳米杂化材料来改性海藻酸钠，从而提高其疏水性能以及热力学性能，改善海藻酸钠凝胶的载药性能，从而大大提高凝胶的载药量和缓释速度。 

发明内容

1.用笼型八聚-氨丙基硅倍半氧烷POSS-NH₂与异辛基缩水甘油醚进行开环加成反应，制备得到一种含POSS的衍生物，该衍生物属于有机-无机杂化物。具有强疏水性。 

2.该衍生物与海藻酸纳在乙醇溶液中混合，将共混溶液在玻璃板上流延烘干成膜，再将膜揭下在氯化钙(5％)溶液中浸泡n，取出烘干，制得有机-无机杂化材料膜。 

3.将布洛芬药物与该衍生物与海藻酸纳在乙醇溶液中混合，滴入到氯化钙水溶液中，制得纳米杂化物改性的海藻酸纳水凝胶。 

本发明的优点： 

1.笼型八聚-氨丙基硅倍半氧烷与异辛基缩水甘油醚进行开环加成反应得到的产物含有长链烷基，增加了杂化物的疏水性，有利于疏水性药物的负载率。 

2.制得纳米杂化物改性的海藻酸纳水凝胶生物相容性好； 

3.反应过程简单，产物制备容易； 

4.杂化物改性的海藻酸纳水凝胶作为布洛芬的载体，缓释效果明显。 

附图说明

图1POSS-NH₂及纳米杂化物红外谱图 

图2含POSS纳米有机-无机杂化物的制备反应式 

图3水凝胶SEM图像 

图4各比例杂化水凝胶接触角 

图5在pH＝6.8条件下三种不同比例的杂化水凝胶随着时间变化的药物释放率 

具体实施方式

实施例1带有氨基的笼型聚倍半硅氧烷(POSS-NH₂)的制备： 

将单体γ-氨丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基氢氧化铵(20％)、水、正丙醇按一定比例放入500ml的圆底烧瓶中，在50℃下磁力搅拌反应24h，得到粘稠的液体.反应产物通过减压蒸馏尽量除去正丙醇、水等杂质，并用乙醇萃取除去未反应的单体，然后将产物加入到THF中，用THF作沉淀剂进一步处理产物，最后通过真空干燥进一步提纯产物.产物见图2-1. 

实施例2纳米杂化物的制备： 

将上述得到的POSS-NH₂、辛基缩水甘油醚，加入一定量乙醇，50℃下反应24h.反应结束后，得到分层产物，将下层油状粘稠液体分出，用去离子水及少量的乙醇洗涤，真空干燥24h，得到淡黄色的透明粘稠液体. 

实施例3杂化水凝胶干凝胶样品制备：