[发明专利]多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微/纳米材料的制备领域，特别涉及一种多层微/纳米核壳结构的制备方法做为多功能医学成像与药物载体。

背景技术

微/纳米粒子具有区别于宏观材料的高比表面积，量子尺寸效应和表面效应。随着技术的发展，单一化功能的材料已不能满足需求，因而研究的热点逐渐从简单的颗粒制备转向具有特殊结构和复合型的多功能微纳米粒子。核壳结构的微纳米粒子，由于尺寸和结构的双重特殊性而具有多重优越的性能，在传感、催化、光子晶体、涂料、化妆品、食品、生物医学等领域都具有广阔的应用前景。尤其在生物医学领域，多层核壳结构微粒作为药物载体、生物反应器、分离器和组织成像增强剂表现出很大的潜力。通过包覆技术，可以实现外壳材料对内核材料的保护和修饰，将被包覆的材料和外界分隔。不仅可将外壳粒子特有的性能赋予内核粒子，并且可以改善粒子的表面活性，生物兼容性，稳定性等。另一方面，核壳结构的内核可以由空气或是不同液体搭配纳米磁性粒子组成，藉由外壳保护所包覆的内核后搭配超声与核磁共振成像，达到提升医学影像提升品质。

现有的制备三层核壳结粒子方法包括溶胶凝胶法、模板法、沉积法、微流控法等在内的主流制备技术在两种组分的操控上基本满足制备要求，然而在制备具有复杂结构时则受到一系列问题的限制，如工艺繁琐，产率低下，需要添加剂或辅助工具，不易控制粒子形态，粒子易团聚等。相较而言，自组装法对于多组分结构的控制灵活，然而基于静电相互作用的形成机理也限制了使用材料的种类。有必要寻找一种灵活有效适用范围更广的包覆技术实现多种组分的复合并保持各组分的独立性及可控性。

电流体驱动雾化技术（包括电纺和电喷技术）是一种利用带电液流在高压静电场下由于电荷间的斥力作用被拉伸从而形成微/纳米粒尺度材料的方法。基于此原理的同轴电喷技术，使用两个同轴放置的针作为喷头，不仅能灵活控制形成多孔、中空、核壳等结构，并且生成的粒子颗粒尺寸分布均匀，可改善物质的可加工性，将不可混合的物质包覆在不同的壳层内。在这个过程中，微粒主要受到三方面因素的影响，包括：溶液的性质（粘度，电导率，表面张力等），过程参数（溶液流速，接收距离，电压等），环境参数（温度，湿度，空气流速等）。通过调节工艺参数，可以有效控制生成物的形态结构及表面特性等。同理，增加同轴针的层数进行电喷，可以制备多层核壳结构粒子。

已有研究通过三针同轴电喷制备出具有三层核壳的粒子。三层核壳比双层核壳更具优势。例如，Yi-Hsuan 等采用三针同轴电喷合成了单离散分布的PLGA载药粒子，成功将EGCG和Budesonide分层包覆于不同高分层中，并可以通过不同的驱动因素实现不同高分子层的药物独立释放。然而制备三层核壳结构粒子多功能药物载体具有药物缓释与实时成像功能是目前尚待解决的难题，例如：三层结构具有多层高分子与一层油相组成，该高分子层可以作为载体装载药物、染剂、微纳米磁性粒子，油相可以装载药物，达到多功能药物载体的应用，提供一种具有即时成像追踪与药物释放动能控制的为纳米粒子。此外，藉由临床的医学超声波与磁场诊断系统将药物载体定位在疾病发生部位，并且达到在特定区域即时影像诊断后立即诱导药物释放，药物的释放机制能有效的在人体中操作与追踪，具有临床应用的潜在优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法。

 一种多功能多层微/纳米核壳结构的制备方法，

1)制备聚合物溶液，将材料溶解到有机溶剂中，搅拌均匀得到均一的聚合物溶液；

2)制备电喷液，将辅料加入到上述聚合物溶液中，搅拌均匀制成电喷液；

3)将电喷液移入注射器，在微量注射泵的推动下，电喷液经由多元同轴针，进行电喷得到多层微/纳米核壳结构的多功能载体；

    所述的核壳结构为微米或纳米尺寸的球形结构，所述的多层为三层或三层以上，至少有一层材料为油相，使用同轴电喷法通过对三相材料进行电喷制得。

所述核壳结构颗粒的大小和壳厚可通过改变溶液的性质（分子量和浓度）和工作参数进行调控，可以实现不同核/壳尺寸及比例的颗粒的制备。

所述的多层核壳结构微粒至少一个壳层为油性材料。

可以选择性去除核壳内部各层中的油相从而得到具有中空或响铃型特殊结构的微/纳米球，该核壳结构微粒可以作为制备中空及粒中粒的响铃型结构。

所述的多层核壳至少在一相中加入辅料来实现多功能的复合，辅料所在相以及在所在相中的比例可以依据需求的不同而选定。