[發(fā)明專利]一種磁性微凝膠顆粒的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210404396.7
• 申請(qǐng)日: 2012-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102875823A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)熘?/a>;王紫芙;丁琪;顧寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08J3/24;C08L33/02;C08L35/08;C08K3/22;C08F216/18;C08F222/06;C08F8/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

磁性聚合物微球因具有磁響應(yīng)性和不同的表面功能基，在固定化酶、細(xì)胞分離與標(biāo)記、免疫測(cè)定、靶向藥物釋放、環(huán)境/食品微生物檢測(cè)、新型涂料或顏料及有機(jī)和生化合成等方面得到了日益廣泛的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，科研人員為推進(jìn)三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展做出了巨大的努力，而這些進(jìn)展也不負(fù)眾望地為組織工程、再生醫(yī)學(xué)以及體內(nèi)癌癥生物學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。但是在三維培養(yǎng)中，由于細(xì)胞往往被包裹在凝膠或培養(yǎng)支架內(nèi)部，在需要分離細(xì)胞與支架時(shí)，遇到很多困難。于是，科學(xué)家們正在嘗試設(shè)計(jì)很多方法實(shí)現(xiàn)可脫卸的三維培養(yǎng)支架。毫無(wú)疑問(wèn)，磁力分離是目前最簡(jiǎn)便也是最可行的分離方式。尤其是與臨床相關(guān)的三維細(xì)胞組裝，磁性微凝膠不僅提供了分離的作用，還對(duì)構(gòu)建細(xì)胞培養(yǎng)模型，甚至對(duì)治療性藥物的前篩，都起到至關(guān)重要的作用。

Woong?Ryeol?Lee等為抗腫瘤藥物的前篩設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的三維腫瘤細(xì)胞球狀模型。他們利用傳統(tǒng)的聚合微粒或納米粒子作為基底，建立了細(xì)胞磁懸浮模型來(lái)實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞三維培養(yǎng)的目的。當(dāng)來(lái)自于環(huán)形磁鐵的磁力超過(guò)了重力作用，磁場(chǎng)懸浮的KB腫瘤細(xì)胞粘附于封裝磁性納米粒子Fe₃O₄的PLGA微粒或者PLLA-b-PEG-葉酸的納米顆粒的表面區(qū)域，并且懸浮的細(xì)胞聚集成團(tuán)，最終形成腫瘤細(xì)胞球體。這種簡(jiǎn)便的細(xì)胞培養(yǎng)模型將會(huì)在抗癌藥物的篩選及其設(shè)計(jì)規(guī)劃的過(guò)程中證明其可行性。相類似的報(bào)道還有Glauco?R.Souza等發(fā)表的文章。他們提出了一種在由金納米顆粒、磁性氧化鐵納米顆粒以及噬菌體組成的水凝膠存在的情況下，基于細(xì)胞的磁懸浮的三維細(xì)胞培養(yǎng)。通過(guò)空間控制磁場(chǎng)，可以調(diào)控細(xì)胞團(tuán)的的幾何形狀，并能實(shí)現(xiàn)不同種類多種細(xì)胞聚集共培養(yǎng)。被磁懸浮的人類惡性膠質(zhì)瘤的蛋白表達(dá)情況與人類腫瘤異種移植物的情況相似。因此，含有磁化的噬菌體的水凝膠的懸浮三維培養(yǎng)更為精確的體現(xiàn)了體內(nèi)蛋白表達(dá)，并且對(duì)于長(zhǎng)遠(yuǎn)的多細(xì)胞研究具有更強(qiáng)的可行性。Feng?Xu等為實(shí)現(xiàn)一種直接的能使三維微凝膠組裝的技術(shù)，制造了磁性納米材料裝載的細(xì)胞封裝微尺度水凝膠，并用磁場(chǎng)將這些凝膠組裝成三維多層結(jié)構(gòu)。他們首先利用微模型制作含有磁性納米顆粒的微凝膠，再將微凝膠放入一個(gè)流動(dòng)的PMMA小室。這些分散的微凝膠在平行磁鐵的作用下隨機(jī)分布排成幾行，旋轉(zhuǎn)磁鐵90°后，微凝膠在PMMA中又排成了列，最終形成了陣列。每個(gè)單元的微凝膠在外部磁場(chǎng)的作用下聚集成球狀，經(jīng)過(guò)多次組裝后形成多層三維凝膠結(jié)構(gòu)。通過(guò)空間上控制磁場(chǎng)，三維結(jié)構(gòu)幾何圖形就可以被制造，并且多種微凝膠層的多層組裝也可以得到。Chia-Fen?Lee等利用了一種新型方法合成poly(NIPAAm-AA)/Fe₃O₄磁性復(fù)合物乳膠。交聯(lián)的poly(NIPAAm-AA)聚合物乳膠粒子首先利用無(wú)皂的乳液聚合作用合成，接著再將Fe²⁺和Fe³⁺引入，與poly(NIPAAm-AA)聚合物乳膠粒子中的丙烯酸片段的羧基-COOH鍵合。之后，在氨水的還原作用下，原位合成Fe₃O₄納米粒子。丙烯酸AA、交聯(lián)劑MBA以及Fe₃O₄納米粒子的濃度對(duì)poly(NIPAAm-AA)/Fe₃O₄磁性復(fù)合物乳膠粒子的形態(tài)和LCST有重大影響。該粒子可以作為一種熱敏性的藥物載體裝載咖啡因，能為咖啡因的緩釋發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的在于公布一種磁性微凝膠顆粒的制備方法。利用聚乙二醇(PEG)等交聯(lián)甲基乙烯基醚馬來(lái)酸共聚物(PVME-alt-MA)獲得凝膠，并在制備過(guò)程中加入聚丙烯酸(PAA)包覆的Fe₃O₄磁性納米顆粒，使其具有磁性。在制得磁性凝膠后，利用研磨的方法，將凝膠碾碎磨細(xì)成微粒或微球，形成微凝膠。

技術(shù)方案：本發(fā)明的磁性微凝膠顆粒的制備方法包括以下步驟：

步驟一：首先獲得水溶性的聚丙烯酸包覆的磁性四氧化三鐵納米粒子PAAFe₃O₄，平均顆粒直徑在1-100nm，并配制成水溶液；

步驟二：取甲基乙烯基醚馬來(lái)酸酐共聚物PVME-alt-MAH置于反應(yīng)器中，加入質(zhì)量為甲基乙烯基醚馬來(lái)酸酐共聚物質(zhì)量5-20倍的去離子水，在磁力攪拌器作用下，在60-90℃的溫度條件下水解2-24小時(shí)，得到甲基乙烯基醚馬來(lái)酸共聚物PVME-alt-MA水溶液；

步驟三：將含交聯(lián)劑的水溶液與上述PVME-alt-MA水溶液混合均勻；