一种水凝胶吸附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由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成的水凝胶吸附微球，并应用在护肤化妆品或药物中。本发明专利技术水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成，一方面利用水凝胶微球良好的传质效果，另一方面利用壳聚糖氨基和螯合剂羧基的协同作用实现特殊的重金属吸附功能，通过水凝胶微球与皮肤的接触可有效快速结合并去除皮肤表面有毒重金属，避免口服排毒药物出现的不良反应。

A Hydrogel Adsorption Microsphere and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a hydrogel adsorptive microsphere formed by crosslinking chitosan-based microspheres grafting carboxyl chelating agent, and is applied in skin care cosmetics or medicines. The hydrogel adsorptive microspheres are mainly formed by grafting carboxyl chelating agent onto cross-linked chitosan-based microspheres. On the one hand, the hydrogel microspheres have good mass transfer effect, on the other hand, the synergistic effect of chitosan amino group and chelating agent carboxyl group is utilized to realize special heavy metal adsorption function. Through the contact between the hydrogel microspheres and skin, the toxic heavy gold on the skin surface can be effectively and quickly combined and removed. To avoid adverse reactions caused by oral detoxification drugs.

【技术实现步骤摘要】
一种水凝胶吸附微球及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种水凝胶吸附微球及其制备方法和应用，具体地说，是涉及一种壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成水凝胶吸附微球及其制备方法和在药物或化妆品的应用。
技术介绍
随着工业化的迅速发展，重金属污染已成为社会十分关注的问题。一般来说，重金属污染是指铅、汞、镉、砷等重金属离子的污染。由于工业废水、废气、废渣的随意排放以及农业农药和化肥的滥用，大量的有毒重金属离子通过水、空气、土壤以及生物链污染到人类赖于生存的动植物产品及水源上，给人们的健康带来潜在的危害。除此之外，在生活中，一些日常生活用品(眼镜、化妆品、服装、玩具等)、手机辐射、日光灯、汽车尾气等因素同样导致人体肌肤长期被重金属污染，这些污染源长期残留在肌肤之中，如有些美白类的产品经常重金属的含量超标,长期使用会使重金属堆积在皮肤造成各种皮肤问题，如堵塞毛孔、皮肤长斑、肿胀、发红、疼痛、瘙痒、出水疱等等。由于生活中重金属污染常以慢性中毒的方式影响人类，因此，这种危害又往往容易被人们所忽视。现有技术中，主用通过药物进行人体重金属的清除，但是药物排重金属的效果不佳，短期见效慢，排除不彻底；且药物对人体往往有一定的毒副作用，甚至会导致肾脏急性中毒而出现肾衰竭等严重问题。因此，需要找到一个更好的技术办法来清除皮肤表面的重金属。本专利技术的主要目的就是设计一种水凝胶微球，水凝胶微球能结合皮肤表面的有毒重金属离子，形成无毒的复合物。最后，将结合有毒重金属离子的水凝胶微球从人体皮肤上洗脱，可快速有效从而减少有毒重金属在皮肤中的积聚及损害，实现护肤的效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对目前生活中人们皮肤的重金属污染造成的慢性中毒问题及现有技术中对人体皮肤表面重金属的去除能力有限问题，本专利技术提供一种具有重金属结合功能的水凝胶吸附微球，该水凝胶吸附微球具有结合皮肤表面的重金属的能力，例如Pb、Cd以及Hg等重金属。本专利技术还设计将水凝胶吸附微球应用于结合皮肤表面有毒重金属的化妆品或药物中。为了实现本专利技术的主要目的，本专利技术提供一种水凝胶吸附微球，水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成；本专利技术的水凝胶吸附微球，一方面利用水凝胶微球良好的传质效果，另一方面利用壳聚糖氨基和螯合剂羧基的协同作用实现特殊的重金属吸附功能，通过水凝胶微球与皮肤的接触可有效快速结合并去除皮肤表面有毒重金属，避免口服排毒药物出现的不良反应。本专利技术的水凝胶吸附微球是以多羧基螯合剂为配体的壳聚糖基水凝胶微球。本专利技术采用EDC-NHS活化羧基进行酰胺反应，可有效将多羧基螯合剂接枝到壳聚糖凝胶上。此外，多胺类壳聚糖和多羧基螯合剂能够使吸附水凝胶具有较好的亲水性并带有特定表面电荷，进而使吸附水凝胶具有良好的生物相容性，减少对皮肤的刺激性。进一步的技术方案是，本专利技术水凝胶吸附微球的羧基含量基团为0.001mmol/g～15mmol/g；进一步的技术方案是，本专利技术水凝胶吸附微球的胺基含量基团为0.001mmol/g～15mmol/g；羧酸基团为羧酸根和羧酸盐的至少一种。进一步的技术方案是，本专利技术羧基螯合剂为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙基乙二胺三乙酸、聚丙烯酸、马来酸、三乙烯四胺六乙酸、二乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、聚天冬氨酸中的至少一种；进一步的技术方案是，本专利技术水凝胶吸附微球为球状颗粒，粒径在0.02mm～1mm之间；鉴于人体毛孔的直径大概为0.02～0.05毫米，本专利技术控制水凝胶吸附微球粒径在0.02mm～1mm之间，可防止水凝胶微球被吸附进入毛孔，提高使用安全性；为了实现本专利技术的另一目的，本专利技术提供一种水凝胶吸附微球的制备方法，包括以下步骤：(1)壳聚糖基微球的制备：将壳聚糖分散于水中，然后依次加入锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂，搅拌均匀得到水相；将分散剂分散于溶剂A中，在10～40℃条件下搅拌1～5h，得到油相；将水相加入到油相中，搅拌控制粒径大小，在20～90℃条件下反应2～10h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；所述壳聚糖、水、锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂的质量比为10：(10～1000)：(0.01～5)：(1～200)(0.01～2)：(0.1～10)(0.1～500)；所述酰胺类单体为N-乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、丙烯酰胺的至少一种；所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、四甲基乙二胺的至少一种；所述的交联剂为戊二醛、乙二醛、京尼平、甲醛、乙酸酐、三聚磷酸钠的至少一种；所述的致孔剂为乙酸乙酯、乙醇、乙酸戊酯、乙酸丁酯、乙酸乙烯酯、正己烷、甲苯、二氯乙烷的至少一种；所述分散剂与溶剂A的质量比1：(10～1000)；所述分散剂为吐温-20，吐温-40，吐温-60，吐温-20，吐温-80，吐温-85，司班-20，司班-40，司班-60，司班-65，司班-80的至少一种；所述溶剂A为环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷的至少一种；在水相加入到油相中，所述水相与油相的体积比为1:(1～10)。一般的壳聚糖只能溶于一些稀的无机酸或有机酸中,不能直接溶于水中。本专利技术壳聚糖优选水溶性壳聚糖；本专利技术亦可采用不能直接溶于水中的普通壳聚糖，可将普通壳聚糖和无机酸或有机酸一起，在水溶液中进行溶解；本专利技术在壳聚糖水凝胶中引入锂藻土/酰胺类聚合物，可有效提高提高本专利技术水凝胶微球的物理强度，减少水凝胶颗粒破碎的概率，从而更好的适用于护肤过程；另外，锂藻土粒子表面带负电荷，可提高水凝胶对重金属的吸附效果；本专利技术在壳聚糖水凝胶中引入致孔剂，可提高水凝胶的孔径，提高水凝胶结合重金属的速度和效率；(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备将羧基螯合剂溶解于缓冲溶液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和缩合剂，在10～45℃条件下避光搅拌反应3～20h，得到活化多羧基螯合剂溶液；所述缓冲溶液为四甲基乙二胺-盐酸缓冲溶液、醋酸-醋酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少一种；所述缩合剂为二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N,N-二异丙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的至少一种；所述多羧基螯合剂、所述缓冲溶液、所述N-羟基硫代琥珀酰亚胺和所述缩合剂的质量比为1：(1～100)：(0.1～10)：(0.1～10)。(3)水凝胶吸附微球的制备将步骤(1)得到的壳聚糖基微球与水搅拌混合，室温加入步骤(2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在10～60℃条件下继续搅拌反应2～72小时，净化、得到水凝胶吸附微球。所述壳聚糖基微球、水、活化多羧基螯合剂溶液的质量比为1：(1～100)：(0.1～100)；为了实现本专利技术的另一目的，本专利技术提供一种水凝胶吸附微球在制备用于结合皮肤表面有毒重金属的化妆品或药物中的应用；一种去除皮肤表面有毒重金属的药物或化妆品，所述药物或化妆品包含本专利技术有效量的水凝胶吸附微球。上述化妆品可以为软膏、溶液、悬浊液、乳浊液、浆液、凝胶、面膜、霜、乳液、精华、香皂、含表面活性剂的清洁剂、精油和贴布等剂型，优选地，上述化妆品为软膏、凝胶或乳液，但不限于此。本专利技术实验数据证明，本专利技术所述的水凝胶吸附微球具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水凝胶吸附微球，其特征在于：所述水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成；所述水凝胶吸附微球的羧基含量基团为0.001mmol/g~15mmol/g；所述水凝胶吸附微球的胺基含量基团为0.001mmol/g~15mmol/g；所述羧酸基团为羧酸根和羧酸盐的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种水凝胶吸附微球，其特征在于：所述水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成；所述水凝胶吸附微球的羧基含量基团为0.001mmol/g~15mmol/g；所述水凝胶吸附微球的胺基含量基团为0.001mmol/g~15mmol/g；所述羧酸基团为羧酸根和羧酸盐的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种水凝胶吸附微球，其特征在于：所述羧基螯合剂为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙基乙二胺三乙酸、聚丙烯酸、马来酸、三乙烯四胺六乙酸、二乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、聚天冬氨酸中的至少一种；所述水凝胶吸附微球为球状颗粒，粒径在0.02mm~1mm之间。3.一种水凝胶吸附微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）壳聚糖基微球的制备：将壳聚糖分散于水中，然后依次加入锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂，搅拌均匀得到水相；将分散剂分散于溶剂A中，在10~40℃条件下搅拌1~5h，得到油相；将水相加入到油相中，搅拌控制粒径大小，在20~90℃条件下反应2~10h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；所述壳聚糖、水、锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂的质量比为10：（10~1000）：（0.01~5）：（1~200）（0.01~2）：（0.1~10）（0.1~500）；所述酰胺类单体为N-乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、丙烯酰胺的至少一种；所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、四甲基乙二胺的至少一种；所述的交联剂为戊二醛、乙二醛、京尼平、甲醛、乙酸酐、三聚磷酸钠的至少一种；所述的致孔剂为乙酸乙酯、乙醇、乙酸戊酯、乙酸丁酯、乙酸乙烯酯、正己烷、甲苯、二氯乙烷的至少一种；所述分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云鸿，彭新艳，刘云晖，
申请(专利权)人：泉州三欣新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35