包裹水难溶性固体粉末的自漂浮MP/H微球的制备方法技术

本发明专利技术公开一种包裹水难溶性固体粉末的自漂浮MP/H微球的制备方法，将产生气泡的框架浸入水凝胶气泡预溶液中，然后将其提起到空气中，此时框架上附着一层薄薄的水凝胶液膜；将附着水凝胶液膜的框架置于水凝胶溶液的液池上方，将水难溶性固体粉末混合磁性粒子置于水凝胶液膜上，粉末混合物受到液池下方放置的磁铁磁场的控制向下移动，液膜颈缩断裂封口形成气泡，包裹水难溶性固体粉末混合磁性粒子；气泡落入水凝胶溶液中，水凝胶液膜和水凝胶溶液经历溶胶

【技术实现步骤摘要】
包裹水难溶性固体粉末的自漂浮MP/H微球的制备方法


[0001]本专利技术涉及医药、新材料以及微流控领域，尤其涉及一种包裹水难溶性固体粉末的自漂浮MP/H微球的制备方法。

技术介绍

[0002]许多水难溶性固体粉末由于具有抗氧化和杀菌抗炎功效而被用作药物成分和营养素等，广泛应用于医药工业和食品工程。对于水难溶性固体粉末的有效封装并进行可控递送至关重要。在对粉末的封装上，采用传统的基于有机溶剂的封装方法会引发生物毒性问题，且由于粉末成分的多样性，确定一种有效且相容的有机溶剂并非易事。而将这些水不溶性粉末封装在水凝胶中则可避免有机溶剂的使用，但是粉末较差的水溶性导致水凝胶中的载药率较低(通常低于10％)，大大限制了这些难溶性粉末成分发挥作用。
[0003]另一方面，在药物递送系统中，延长药物在体内的停留时间具有重要意义。例如采用膀胱灌注治疗时，排尿引起的膀胱内药物停留时间短，严重限制了治疗效果，频繁给药大大增加了患者痛苦。目前，通过材料体系的物理化学反应形成气泡或气孔产生漂浮效果(如通过温度、酸碱值变化刺激碳酸钙、碳酸氢钠等物质反应产生二氧化碳气体致孔)，或者通过水凝胶溶胀增大体积限制排出，是实现药物长时间停留的普遍做法。但是，这些方法会带来体内损伤刺激或凝胶堵塞通道的问题，并且特定的材料体系设计会阻碍复杂多响应功能的设计。反应产生的微气泡不可避免地降低了水凝胶的机械稳定性，加速了载药的释放，且这些方法制备得到的自漂浮水凝胶内部孔隙结构的随机性导致了漂浮性能的可控性较低。此外，药物的靶向输送和可控释放对于减少非病灶部位的刺激和患者疼痛非常重要。目前常见外部磁场控制和壁面凝胶粘附等方式，对于自漂浮水凝胶与靶向控制结合，实现空间可控定位和释放却极为少见。
[0004]因此，兼顾水难溶性固体粉末的高载药率、无毒害封装与延长粉末停留时间、实现空间定位的凝胶微球制备方法还需进一步探索、优化。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种包裹水难溶性固体粉末的自漂浮MP/H微球的制备方法，利用磁辅助气泡包裹法提高了水难溶性固体粉末的装载率，使形成的自漂浮多层壳体结构的粉末凝胶微球(Multi
‑
layered powder
‑
in
‑
hydrogel capsule,MP/H微球)可以通过其漂浮能力和磁场控制对所包裹的粉末输送进行时间和空间控制，微球的形态特征可以通过溶液组成和操作条件进行调整，从而为生物医药等领域的应用提供新的载体。
[0006]本专利技术的目的通过如下的技术方案来实现：
[0007]一种包裹水难溶性固体粉末的自漂浮多壳层MP/H微球的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0008]S1：将用于产生气泡的框架浸入水凝胶气泡预溶液中，然后将其提起到空气中，此时框架上附着一层薄薄的水凝胶液膜；
[0009]S2：将附着一层薄薄的水凝胶液膜的框架置于水凝胶溶液的液池上方，将水难溶性固体粉末混合磁性粒子置于所述水凝胶液膜上，在所述水凝胶溶液的液池下方放置磁铁，粉末混合物受到磁场的控制向下移动，驱动所述水凝胶液膜向下拉伸，直到液膜颈缩，断裂封口形成气泡，将水难溶性固体粉末混合磁性粒子包裹在气泡内部；
[0010]S3：封装有粉末的水凝胶气泡落入所述水凝胶溶液中，所述水凝胶液膜和所述水凝胶溶液经历溶胶
‑
凝胶转变，交联形成水凝胶壳层一和水凝胶壳层二，包裹住内部粉末，获得具有粉末内核/水凝胶壳层一/水凝胶壳层二的包裹微球。
[0011]进一步地，将S3得到的水凝胶微球替换步骤S2中的水难溶性固体粉末混合磁性粒子，放置在所述水凝胶液膜上，重复S2、S3，获得偶数层壳体结构的包裹有水难溶性固体粉末的水凝胶微球(MP/H微球)。
[0012]进一步地，所述水凝胶气泡预溶液通过如下方式配置而成：
[0013]将壳聚糖溶于醋酸溶液，加入泊洛沙姆F
‑
127、氯化钙，充分搅拌，形成壳聚糖气泡预溶液，用0.1M的氢氧化钠调节pH值至5.0。
[0014]进一步地，所述泊洛沙姆F
‑
127浓度为10
‑
15wt％，氯化钙浓度为0.08
‑
0.30M，所述壳聚糖气泡预溶液的浓度为2.0
‑
3.0wt％。
[0015]进一步地，所述水凝胶溶液为浓度为1.0
‑
2.0wt％的海藻酸钠，且pH值为10.0。
[0016]进一步地，在步骤S2之前，分别在水凝胶气泡预溶液和水凝胶溶液中溶解其他物质，则交联后微球的各凝胶壳层中装载有前面加入的不同物质，达到各壳层多重载物的效果。
[0017]本专利技术的有益效果如下：
[0018](1)本专利技术的方法通过磁辅助水凝胶气泡包裹法实现水难溶性固体粉末包裹，避免了包裹过程中有机溶剂的使用。
[0019](2)本专利技术的方法将粉末直接封装在水凝胶气泡空腔中，大大提高粉末的装载率。
[0020](3)本专利技术的方法形成的MP/H微球具有自漂浮能力和磁响应能力。
[0021](4)本专利技术的方法形成的MP/H微球具有多层壳结构，具备阶段性次序性释放和多重载物能力。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的包裹水难溶性固体粉末的自漂浮MP/H微球(粉末内核/(壳聚糖壳/海藻酸钙壳)1结构)的制备方法示意图，其中，图a为流程图，图b为包裹过程中水凝胶液膜拉伸阶段气泡形成过程示意图；
[0023]图2为本专利技术的包裹有水难溶性固体粉末的多壳层自漂浮MP/H微球(偶数层，粉末内核/(壳聚糖壳/海藻酸钙壳)n结构)的制备方法示意图；
[0024]图3为实施例1中具有粉末内核/(壳聚糖壳/海藻酸钙壳)1结构的MP/H微球实物图，其中微球直径为D
m
，粉末核心直径为D
c
、壳聚糖凝胶壳厚度为δ
c
，海藻酸钙凝胶壳厚度为δ
a
；
[0025]图4为本专利技术提供的实施例1制备的MP/H微球力学性能测试结果；
[0026]图5为实施例2得到的MP/H微球的示意图，其中，图a为具有粉末内核/(壳聚糖壳/海藻酸钙壳)2结构的MP/H微球实物图，b为局部放大图，c为微球电镜图；
[0027]图6为实施例4中水凝胶溶液的配比对微球尺寸的调控，a为氯化钙浓度对微球直径和海藻酸钙壳层厚度的影响，b为海藻酸钠浓度对微球直径和海藻酸钙壳层厚度的影响；
[0028]图7为实施例5中MP/H微球在模拟肠道通道中的实验和结果图，其中，a为停留和定位行为实验的示意图，b为超声环境下MP/H微球包裹粉末的累积释放量随时间变化曲线图；
[0029]图8为实施例6中MP/H微球在模拟膀胱容器中的实验和结果图，其中，a为漂浮、定位和释放行为，b为具有不同壳层数的MP/H微球在柠檬酸钠溶液中粉末的累积释放量随时间变化曲线图。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包裹水难溶性固体粉末的自漂浮多壳层MP/H微球的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1：将用于产生气泡的框架浸入水凝胶气泡预溶液中，然后将其提起到空气中，此时框架上附着一层薄薄的水凝胶液膜；S2：将附着一层薄薄的水凝胶液膜的框架置于水凝胶溶液的液池上方，将水难溶性固体粉末混合磁性粒子置于所述水凝胶液膜上，在所述水凝胶溶液的液池下方放置磁铁，粉末混合物受到磁场的控制向下移动，驱动所述水凝胶液膜向下拉伸，直到液膜颈缩，断裂封口形成气泡，将水难溶性固体粉末混合磁性粒子包裹在气泡内部；S3：封装有粉末的水凝胶气泡落入所述水凝胶溶液中，所述水凝胶液膜和所述水凝胶溶液经历溶胶
‑
凝胶转变，交联形成水凝胶壳层一和水凝胶壳层二，包裹住内部粉末，获得具有粉末内核/水凝胶壳层一/水凝胶壳层二的包裹微球。2.根据权利要求1所述的包裹水难溶性固体粉末的自漂浮多壳层MP/H微球的制备方法，其特征在于，将S3得到的水凝胶微球替换步骤S2中的水难溶性固体粉末混合磁性粒子，放置在所述水凝胶液膜上，重复S2、S3，获得偶数层壳体结构的包裹有水难溶性固体粉末的水凝胶微球。3.根据权利要求1所述的包裹水难溶性固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：许忠斌，刘聪，黄兴，苏铭洋，代齐民，王鹏飞，崔燚，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：