[发明专利]具有血红细胞形状和大小的壳聚糖微颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于壳聚糖微颗粒领域，特别涉及一种具有血红细胞形状和大小的壳聚糖微颗粒及其制备方法。

背景技术

传统的聚合物微颗粒主要呈球形，然而非球形的聚合物微颗粒，特别是血红细胞形状的聚合物微颗粒在生物医学和生物化学领域应用时更具优势。相对于球形的聚合物微颗粒，非球形的聚合物微颗粒更不容易被巨噬细胞吞噬内化(Pharmaceutical Research.2009,26(1),244)，比微球甚至是纳米球都有更好的靶向效果(Journal of Controlled Release.2007,121(1),3)，够避免被脾脏过滤，从而延长其在体内的半衰期(Nature Materials.2009,8(1),15)。具有血红细胞形状的微颗粒可代替血红细胞用于血细胞分析仪或流式细胞仪等仪器的校准，避免由形状差异引起的仪器校准误差，所述微颗粒还有望应用于再生医学领域，为人工合成材料与生物实体之间建立良好的桥梁(Proceedings of the National Academy of Sciences.2009,106(51),21495)。

目前，主要通过种子-模板法、溶剂交换法和溶剂挥发法制备具有血红细胞形状的聚合物微颗粒。Wang L等将PES和聚乙二醇(PEG)溶解于二甲基亚砜中形成喷射液，以水为接收液，采用静电喷射技术制备出了具有血红细胞形状的PES微球(Journal of Applied Polymer Science.2011,122(4),2552)。该方法中，当喷射液滴进入接收液后，PEG的强烈吸水作用使得溶剂与非溶剂的交换速度加快，喷射液滴内的PES会快速地在喷射液滴界面附近沉淀出来，导致喷射液滴内部出现大孔洞，造成微球固化后的械强度降低，在干燥过程中孔洞处凹陷即形成具有血红细胞形状的PES微球。该方法无法确保微球在干燥过程中凹陷程度一致，存在着微球的凹陷程度不可控的问题，且该方法制备的微球的单分散性较差，尺寸差异大、粒径分布范围较宽，为7～15μm。而在实际应用中，微球或微颗粒的形状和大小的均一程度对用药效果、药物靶向性以及作为标准品使用的准确性都有重要影响。

由于壳聚糖具有独特的生物活性、生物相容性好和易降解等特点，在生物医学、生物化学等领域具有良好的应用前景，目前已有大小与血红细胞相当的球形壳聚糖颗粒的报道(CN104792688A)，但尚无形状和大小均与血红细胞相当的壳聚糖微颗粒的报道，若能制备出凹陷程度一致性高和尺寸均一性良好的具有血红细胞形状的壳聚糖微颗粒，对于提高壳聚糖微颗粒的使用价值，拓展其在生物医药学和生物化学等领域应用具有重要是意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有血红细胞形状和大小的壳聚糖微颗粒及其制备方法，以丰富功能型壳聚糖微颗粒的种类，提高微颗粒形状和尺寸的均一性。

本发明提供了一种具有血红细胞形状和大小的壳聚糖微颗粒，该微颗粒由壳聚糖与对苯二甲醛经交联反应形成，微颗粒呈一面凹陷的扁平圆盘状，圆盘的直径为8～10μm，微颗粒的变异系数值为5～7％。

上述具有血红细胞形状和大小的壳聚糖微颗粒在酸性条件下能够溶解，其在酸性条件下溶解的原理如式(1)所示，在中性介质中，壳聚糖的氨基与对苯二甲醛的醛基反应生成希夫碱，因此在中性条件下，壳聚糖微颗粒能保持其结构的完整性；在低pH值的酸性介质中，壳聚糖由于氨基质子化而带正电，分子间的静电斥力和亲水性增强，壳聚糖微颗粒急剧溶胀，随着壳聚糖氨基的不断质子化，壳聚糖与对苯二甲醛交联反应形成的希夫碱逐渐变得不稳定，最终导致壳聚糖微颗粒解体而溶解。

本发明还提供了一种具有血红细胞形状和大小的壳聚糖微颗粒的制备方法，工艺步骤如下：

(1)喷射液和接收液的配制

喷射液的配制：将水溶性壳聚糖和水溶性表面活性剂溶解在水中形成溶液，然后向溶液中加入扩散非溶剂和挥发性非溶剂并混合均匀得到混合液，用氢氧化钠水溶液调节混合液的pH值至6.3～6.4，将调节pH值后的混合液离心、过滤，即得喷射液；所述混合液中，水溶性壳聚糖的质量分数为2％～3％，水溶性表面活性剂的质量分数为1％～2％，扩散非溶剂的体积分数为30％～40％，挥发性非溶剂的体积分数为20％～25％；