纤维素-聚乙烯醇复合微球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纤维素-聚乙烯醇复合微球及其制备方法和应用，所述制备方法为：分别将纤维素、聚乙烯醇溶于碱-尿素或碱-硫脲水溶液中，将二者混合得纤维素-聚乙烯醇溶液，将该溶液分散于含乳化剂的有机溶剂中，加入交联剂，通过溶胶凝胶相转变和交联剂交联，得纤维素-聚乙烯醇复合微球。所述方法操作方便，在微球制备过程中实现了交联，可直接将微球用于后续功能化应用，成本低，适用于大规模制备；所制得的微球粒径可控、分散性好、粒径分布窄、比表面积大，可用于制备血液净化吸附剂，能选择性地去除血液中的致病因子，而对血液中的有益成分如白蛋白等无明显的吸附作用。

【技术实现步骤摘要】
纤维素-聚乙烯醇复合微球及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医学材料和血液净化领域，特别是涉及一种纤维素-聚乙烯醇复合微球及其制备方法和应用。
技术介绍
纤维素是目前地球上含量最丰富的天然高分子，与传统的合成高分子材料相比，纤维素具有可完全生物降解、无毒、无污染、生物相容性好等优点。纤维素大分子的每个葡萄糖基环均具有3个醇羟基，故可以发生一系列与羟基相关的衍生化反应，制备不同用途的功能高分子材料。在石油资源日趋短缺的今天，纤维素被认为是未来世界化工领域的主要原材料。纤维素作为吸附剂的研制和应用始于上世纪50年代初，目前国内外已有多种品牌和系列的纤维素商品出售，但由于纤维素及其衍生物多呈纤维状、粉末状或微粒状，存在水力学特性差以及流动阻力大等缺点，因此阻碍了它的大规模工业应用；而球状纤维素虽具有大的比表面积、良好的亲水性网络以及吸附特性均一且粒径、孔度可调等特点，且作为吸附剂，吸附效果良好，但由于商品化的纤维素产品主要是以纤维素铜氨溶液、纤维素镉乙二胺溶液、纤维素NMMO溶液或黏胶液为溶剂制备，这使得在制备纤维素球体的过程中会产生大量的废液、废气和废料，给环境造成严重的污染，且溶剂本身具有一定的毒性或易燃易爆，故限制了其在血液净化方面的应用。聚乙烯醇(简称PVA)具有优异的亲水性以及良好的反应性，经过化学交联或硬化改性处理，它的机械强度及化学稳定性会显著提高、抗生物降解性能增强，又因为PVA材料对生物活性物质无毒，价廉易得等一系列优点，是一种可应用于发酵工业、医药工业、食品工业、化学工业、环境保护等众多领域且具有发展潜力的生物载体材料。而PVA微球载体的优点更为明显，具有大量的羟基，易于功能化，对活性物质无毒、传质性能好、活性物质负载量大、负载性好、避免活性物质脱离载体、理化性能稳定、抗生物降解性能好以及成本较低等等。PVA是一种水溶性的线形聚合物，它是一种公认的具有较好血容性的材料；但单一PVA凝胶微球因其力学强度、易溶胀等固有缺陷而存在应用上的障碍。众所周知，自身免疫性疾病是由于机体自身抗体的变异，对抗自身组织，引起对全身组织器官的损害而导致的一系列症状和疾病，是目前难以对付的、威胁人类健康与生命的主要疾病之一，一直以来都没有有效的治疗方法。而通过血浆灌流的蛋白A免疫吸附能够特异地、有效地从患者体内清除致病性抗体，同时对机体内有益成分蛋白(如营养蛋白和功能性蛋白)不会造成损失，清除了致病性抗体的血浆再输回到患者体内，避免了交叉感染、过敏反应和出血倾向等，是一种有效地治疗方法。随着血液净化技术的发展，要求进行血浆灌流的需求越来紧迫，对血液相容性好的吸附剂需要迫在眉睫。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于开发出一种新型血液净化材料，提供一种纤维素-聚乙烯醇复合微球及其制备方法。解决上述技术问题的具体技术方案如下：一种纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，所述制备方法以纤维素、PVA为材料，碱/尿素或碱/硫脲水溶液为溶剂，制得纤维素/PVA混合溶液，再利用交联剂和含有乳化剂的有机溶剂，通过乳化交联法制备纤维素/PVA复合微球，且采用2～5L体系实现了微球的放大体系制备，具体包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液：取纤维素浸没在碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得纤维素溶液；所述纤维素溶液中纤维素的质量百分比为3％-5％；(2)制备聚乙烯醇溶液：取聚乙烯醇置于碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分比为3％～5％；所述聚乙烯醇的平均聚合度为1700-1800；(3)制备纤维素-聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇溶液与纤维素溶液按质量比为(10-50):(50-90)混合，得纤维素-聚乙烯醇溶液；(4)制备纤维素-聚乙烯醇复合微球：将乳化剂和有机溶剂混合，以250-1000r/min的速度搅拌0.4-1h，得含有乳化剂的有机溶剂，再将纤维素-聚乙烯醇溶液按体积比1:3-8分散于含有乳化剂的有机溶剂中，继续以相同的速度搅拌0.5-3h，后加入交联剂，再以相同的速度搅拌4-6h，加稀酸至溶液体系为中性，离心，将下层微球用反渗水和丙酮或乙醇洗涤，得纤维素-聚乙烯醇复合微球，所述交联剂和纤维素-聚乙烯醇溶液的体积比为0.7-8:100；所述含有乳化剂的有机溶剂中乳化剂的质量体积浓度为1％-8％(w/v＝g/ml)。在其中一些实施例中，步骤(4)所述的有机溶剂为泵油、环己烷、石油醚或液体石蜡中的至少一种。在其中一些实施例中，步骤(4)所述的乳化剂为油包水型乳化剂。在其中一些实施例中，所述的油包水型乳化剂为span80、Tween80或Tween60中的至少一种。在其中一些实施例中，步骤(4)所述的交联剂为环氧氯丙烷、1,4-丁二醇二缩水甘油醚或戊二醛。在其中一些实施例中，所述碱-尿素的水溶液中碱、尿素和水的质量比为5-7：12:81-83。在其中一些实施例中，所述碱-硫脲的水溶液中碱、硫脲和水的质量比为5-7：12:81-83。在其中一些实施例中，所述稀酸为盐酸水溶液或硫酸水溶液。在其中一些实施例中，所述盐酸水溶液的浓度10％，硫酸水溶液的浓度5％。在其中一些实施例中，微球制备的体系放大为2～5L。在其中一些实施例中，步骤(1)中所述的溶解的温度为-12℃～-5℃。在其中一些实施例中，步骤(2)中所述的溶解的温度为85℃-95℃。在其中一些实施例中，纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液：取纤维素浸没在碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得纤维素溶液；所述纤维素溶液中纤维素的质量百分比为3％-5％；(2)制备聚乙烯醇溶液：取聚乙烯醇置于碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分比为3％～5％；所述聚乙烯醇的平均聚合度为1700-1800；(3)制备纤维素-聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇溶液与纤维素溶液按质量比为(10-50):(50-90)混合，得纤维素-聚乙烯醇溶液；(4)制备纤维素-聚乙烯醇复合微球：将乳化剂和有机溶剂混合，以800-1000r/min的速度搅拌0.5-0.7h，得含有乳化剂的有机溶剂，再将纤维素-聚乙烯醇溶液按体积比1:7-8分散于含有乳化剂的有机溶剂中，继续搅拌2-3h，后加入交联剂，搅拌4-6h，加稀酸至溶液体系为中性，离心，将下层微球用反渗水和丙酮或乙醇洗涤，得粒径为10-90μm的纤维素-聚乙烯醇复合微球，所述交联剂和纤维素-聚乙烯醇溶液的体积比为7-8:100；所述含有乳化剂的有机溶剂中乳化剂的质量体积浓度为6％-8％(w/v＝g/ml)。在其中一些实施例中，纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液：取纤维素浸没在碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得纤维素溶液；所述纤维素溶液中纤维素的质量百分比为3％-5％；(2)制备聚乙烯醇溶液：取聚乙烯醇置于碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分比为3％～5％；所述聚乙烯醇的平均聚合度为1700-1800；(3)制备纤维素-聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇溶液与纤维素溶液按质量比为(10-50):(50-90)混合，得纤维素-聚乙烯醇溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维素‑聚乙烯醇复合微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液：取纤维素浸没在碱‑尿素或碱‑硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得纤维素溶液；所述纤维素溶液中纤维素的质量百分比为3％‑5％；(2)制备聚乙烯醇溶液：取聚乙烯醇置于碱‑尿素或碱‑硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分比为3％～5％；所述聚乙烯醇的平均聚合度为1700‑1800；(3)制备纤维素‑聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇溶液与纤维素溶液按质量比为(10‑50):(50‑90)混合，得纤维素‑聚乙烯醇溶液；(4)制备纤维素‑聚乙烯醇复合微球：将乳化剂和有机溶剂混合，以250‑1000r/min的速度搅拌0.4‑1h，得含有乳化剂的有机溶剂，再将纤维素‑聚乙烯醇溶液按体积比1:3‑8分散于含有乳化剂的有机溶剂中，继续以相同的速度搅拌0.5‑3h，后加入交联剂，再以相同的速度搅拌4‑6h，加稀酸至溶液体系为中性，离心，将下层微球用反渗水和丙酮或乙醇洗涤，得纤维素‑聚乙烯醇复合微球；所述交联剂和纤维素‑聚乙烯醇溶液的体积比为0.7‑8:100，所述含有乳化剂的有机溶剂中乳化剂的质量体积浓度为1％‑8％。...

【技术特征摘要】
1.一种纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液：取纤维素浸没在碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得纤维素溶液；所述纤维素溶液中纤维素的质量百分比为3％-5％；(2)制备聚乙烯醇溶液：取聚乙烯醇置于碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分比为3％～5％；所述聚乙烯醇的平均聚合度为1700-1800；(3)制备纤维素-聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇溶液与纤维素溶液按质量比为(10-50):(50-90)混合，得纤维素-聚乙烯醇溶液；(4)制备纤维素-聚乙烯醇复合微球：将乳化剂和有机溶剂混合，以250-1000r/min的速度搅拌0.4-1h，得含有乳化剂的有机溶剂，再将纤维素-聚乙烯醇溶液按体积比1:3-8分散于含有乳化剂的有机溶剂中，继续以相同的速度搅拌0.5-3h，后加入交联剂，再以相同的速度搅拌4-6h，加稀酸至溶液体系为中性，离心，将下层微球用反渗水和丙酮或乙醇洗涤，得纤维素-聚乙烯醇复合微球；所述交联剂和纤维素-聚乙烯醇溶液的体积比为0.7-8:100，所述含有乳化剂的有机溶剂中乳化剂的质量体积浓度为1％-8％；所述的交联剂为环氧氯丙烷、1,4-丁二醇二缩水甘油醚或戊二醛。2.根据权利要求1所述的纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的有机溶剂为泵油、环己烷、石油醚或液体石蜡中的至少一种；及/或所述的乳化剂为油包水型乳化剂。3.根据权利要求2所述的纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，其特征在于，所述的油包水型乳化剂为span80、Tween80或Tween60中的至少一种。4.根据权利要求1所述的纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液：取纤维素浸没在碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得纤维素溶液；所述纤维素溶液中纤维素的质量百分比为3％-5％；(2)制备聚乙烯醇溶液：取聚乙烯醇置于碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分比为3％～5％；所述聚乙烯醇的平均聚合度为1700-1800；(3)制备纤维素-聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇溶液与纤维素溶液按质量比为(10-50):(50-90)混合，得纤维素-聚乙烯醇溶液；(4)制备纤维素-聚乙烯醇复合微球：将乳化剂和有机溶剂混合，以800-1000r/min的速度搅拌0.5-0.7h，得含有乳化剂的有机溶剂，再将纤维素-聚乙烯醇溶液按体积比1:7-8分散于含有乳化剂的有机溶剂中，继续搅拌2-3h，后加入交联剂，搅拌4-6h，加稀酸至溶液体系为中性，离心，将下层微球用反渗水和丙酮或乙醇洗涤，得粒径为10-90μm的纤维素-聚乙烯醇复合微球，所述交联剂和纤维素-聚乙烯醇溶液的体积比为7-8:100；所述含有乳化剂的有机溶剂中乳化剂的质量体积浓度为6％-8％。5.根据权利要求1所述的纤维素-聚乙烯醇复合微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液：取纤维素浸没在碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得纤维素溶液；所述纤维素溶液中纤维素的质量百分比为3％-5％；(2)制备聚乙烯醇溶液：取聚乙烯醇置于碱-尿素或碱-硫脲的水溶液中，搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分比为3％～5％；所述聚乙烯醇的平均聚合度为1700-1800；(3)制备纤维素-聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇溶液与纤维素溶液按质...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱碧燕，陈校园，曹晓东，余波光，李永桂，
申请(专利权)人：广州康盛生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44