[发明专利]一种聚乙烯醇微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚乙烯醇微球及其制备方法。

背景技术

微球是近年发展起来的高分子材料新剂型，它不仅具有药物释放速度可控、延长药物作用时间、减少药物不良反应、降低用药剂量的特点，还可以实现特定组织和器官的靶向释放。

聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol,PVA）是一种重要的高分子材料，因其具有良好的生物相容性和水溶性，已被广泛地应用于生物医学材料领域。由聚乙烯醇作为原料制作的聚乙烯醇微球具备优良的生物相容性及大量可以用于修饰以固载所需载体的羟基，故被选作众多医用吸附剂的载体。

目前，聚乙烯醇微球一般是通过乳化交联法来制备的，具体步骤为：先将分散剂和聚乙烯醇混合均匀制备成悬浮液或乳液，再加入交联剂，利用交联剂与聚乙烯醇主链上羟基反应从而将聚乙烯醇交联固化形成聚乙烯醇微球，常用的交联剂有戊二醛、对苯二甲醛和硼酸等。但是该方法有如下弊端：（1）悬浮液和乳液的制备工艺复杂，延长了聚乙烯醇微球的制备时间，降低了聚乙烯醇微球应用效率；（2）由于在制备过程中需要加入分散剂和其他助剂，分散剂和其他助剂不易被洗涤，容易残留在聚乙烯醇微球中，导致得到的产物不纯；（3）常用的交联剂如戊二醛等具有毒性，限制了聚乙烯醇微球后续的应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种聚乙烯醇微球及其制备方法。本发明聚乙烯醇微球的制备方法简单，制备过程环保无毒，制得的聚乙烯醇微球结构新颖、纯度高。

本发明第一方面提供了一种聚乙烯醇微球的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚乙烯醇溶解得到聚乙烯醇水溶液，随后在所述聚乙烯醇水溶液中加入氧化剂并充分搅拌，所述聚乙烯醇主链中头头相接的两个乙烯醇单元中的羟基被氧化成醛基后断链，制得含有聚乙烯醇断链产物的水溶液，所述氧化剂选自高碘酸钠、高锰酸钾和氯酸钾中的至少一种；

（2）将所述含有聚乙烯醇断链产物的水溶液滴加至pH为1～2的有机溶剂中，得到混合溶液，搅拌，所述混合溶液中的所述聚乙烯醇断链产物之间发生交联反应形成球体即制得聚乙烯醇微球，从所述混合溶液中分离所述聚乙烯醇微球，收集所述聚乙烯醇微球，所述有机溶剂为丙酮、甲醇或乙二醇。

优选地，步骤（1）中所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的浓度为0.1g/mL～0.2g/mL。

优选地，步骤（1）中将聚乙烯醇溶解为：采用水浴加热法将聚乙烯醇充分溶解，加热温度为80℃～90℃，加热时间为1～2h，水浴加热完成后，将制得的聚乙烯醇水溶液维持在60℃进行保温。

优选地，步骤（1）中所述聚乙烯醇水溶液中的溶剂为蒸馏水。

优选地，步骤（1）中所述氧化剂与所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的摩尔比为10:1～15:1。

优选地，步骤（1）中所述搅拌时间为3h，所述搅拌速度为500r/min～800r/min。

优选地，步骤（2）中所述有机溶剂和所述含有聚乙烯醇断链产物的水溶液的体积比为3:1～4:1。

优选地，步骤（2）中所述搅拌时间为7h～12h，所述搅拌速度为500r/min～1000r/min。

优选地，步骤（2）中所述聚乙烯醇微球的粒径为4μm～15μm。

通过对聚乙烯醇的化学物理性质的分析可知，聚乙烯醇主链中的乙烯醇重复单元之间大部分通过头尾相接的形式连接，2%左右的乙烯醇单元通过头头相接的形式连接。在头尾相接的连接形式中，相邻的两个乙烯醇单元通过与对方的-CH₂-连接。在头头相接的连接形式中，相邻的两个乙烯醇单元通过各自末端的与对方连接。在氧化作用下，头头相接的连接形式相对头尾相接的连接形式稳定性差，因此易在头头相接处氧化后断链。头头相接处的相邻的两个乙烯醇单元末端的被氧化成制得含有聚乙烯醇断链产物的水溶液。

将氧化后得到的所述含有聚乙烯醇断链产物的水溶液滴加至pH为1～2的有机溶剂中，得到混合溶液，在酸性条件下，所述混合溶液中的聚乙烯醇断链产物之间的醛基和羟基发生缩醛反应，交联形成球体即制得聚乙烯醇微球。

本发明第二方面提供了一种聚乙烯醇微球，所述聚乙烯醇微球通过本发明第一方面提供的制备方法制得。

优选地，所述聚乙烯醇微球的粒径为4μm～15μm。

综上，本发明有益效果包括以下几个方面：

1、本方法工艺简单，不需要制备悬浮液和乳液，大大缩短了聚乙烯醇微球的制备时间，因而应用效率高；