[發明專利]一種表面功能化的微納米聚合物空心粒子及其制備方法

有效

• 申請號: 201410290932.4
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104119474A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 李楠;邢長民;王雪明;張萌;張林;翟俊山;李娜;朱建華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三○九醫院;道淼科技(北京)有限公司
• 主分類號: C08F222/02
• 分類號: C08F222/02;C08F226/10;C08J9/26
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技術領域

本發明屬于新材料領域，涉及一種微納米聚合物空心粒子，特別是一種表面功能化的微納米聚合物空心粒子及其制備方法。

背景技術

聚合物空心微粒具有低密度、高比表面的特性，而且其空心部分可容納大量的客體分子或大尺寸的客體，因而產生一些奇特的基于微觀“包裹”效應的性質，使得空心微粒材料在醫藥、生化和化工等許多技術領域都有重要的應用。另外，聚合物空心微粒的殼的化學成分和厚度可以進行調節，從而使空心粒子的諸多性能如光、電、磁、熱、機械等性能可以在很大的范圍內進行“剪裁”。

聚合物空心微粒因其獨特的結構可以作為藥物的載體，充當藥物輸送系統，具有以下優點：(一)具有被動靶向性，進入循環系統后，可被單核巨噬細胞系攝取，到達網狀內皮系統分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶向部位，此外也可以經過特殊的處理如表面修飾或物化手段達到主動靶向的效果；(二)藥物包裹于其空腔內，進入體內后，通過基質材料的小孔或隨著基質的降解而達到控釋、緩釋效果；(三)應用于那些治療指數小的藥物時，可以大大降低其毒副作用；(四)藥物經其包裹，處于較為封閉的環境中，這樣的結構可以有效防止外界因素及給藥后體內酶的破壞，從而達到提高藥物穩定性的目的。

目前制備聚合物空心粒子的方法有乳液聚合法和模板法等。種子乳液聚合是目前為止研究最多、應用最廣的制備核-殼/空心結構聚合物復合粒子的方法，概括其基本工藝可以分為以下幾步：首先采用乳液聚合的方法合成種子乳液，然后將第二單體加入到種子乳液中進行再聚合，即可獲得具有核殼結構的聚合物乳液，最后用適當的溶劑除去核，得到空心粒子。根據第二單體的加料方式的不同，種子乳液聚合又可分為間歇法、平衡溶脹法、半連續法和連續法等四種不同的工藝。

模板法的關鍵在于模板，一般需要預先制得。模板在整個反應流程中不發生化學反應，聚合物在模板的表面發生形成并定型，因此模板的形狀和尺寸直接決定所得空心球的形狀和尺寸，通過調節模板的形貌達到調整微球形貌的目的。將微膠囊化的核一殼結構產物通過適當的方法去除。Caruso等報道了利用層層組裝方法(Layer?by?Layer)制備聚合物空心粒子，是具有代表性的一種體系，該體系中具有相反電荷的聚電解質在固體模板表面通過靜電作用發生交替的逐層吸附，最后去掉模板便得到空心球。模板法的優點在于形貌可控易控，缺點在于反應條件相對苛刻，穩定性相對較差，目前實際應用較少。

乳液聚合法和模板法制備聚合物空心粒子各有所長，傳統的乳液聚合以及種子聚合法制備空心聚合物粒子具有體系組成復雜、粒徑分布寬、產物結構不穩定等缺點；模板法具有形態可控的特點，但是通常反應條件苛刻，步驟繁瑣，而且穩定性較差。

本發明提出一種工藝簡便的模板粒子以及空心粒子的制備方法，而且得到一種同時具備高反應性酸酐基團和高絡合性吡咯烷酮基團的微納米聚合物空心粒子。

發明內容

本發明的目的是克服現有微納米聚合物空心粒子及其制備方法的不足，提供一種表面功能化的微納米聚合物空心粒子及一種簡便的制備方法工藝。

所述聚合物空心粒子粒度均勻、粒徑可控，而且空心粒子的壁厚可以通過多種工藝參數進行調控。

所述聚合物空心粒子的空腔內外表面具有反應性功能基團，可以通過化學鍵合方式附載、包裹特定的活性物質、藥物、生物分子、腫瘤靶向劑、抗體等等，有利于微納米聚合物空心粒子在生物醫藥領域的應用。

本發明提供如下技術方案：

首先通過一種簡便的聚合工藝制備可溶性高分子模板粒子，然后在模板粒子的表面引發種子聚合，制備出核-殼結構的聚合物粒子，繼而用模板內核的良溶劑溶去核-殼粒子中的內核，可以制備出壁厚均勻、表面帶有反應性基團的空心結構聚合物粒子。

一種表面功能化的微納米聚合物空心粒子，所述聚合物空心粒子，包含如下的結構單元：

其中n為10-10000，優選100-1000。

優選地，上述結構單元通過交聯劑連接為交聯結構。

所述聚合物空心粒子的化學結構中同時含有酸酐基團和吡咯烷酮基團。

所述酸酐基團具有高反應活性，可以發生水解、皂化、酯化、酰化、酰胺化等反應。

所述吡咯烷酮基團具有絡合反應活性，可以與含有空軌道的過渡金屬、吸電的鹵素、藥物分子等進行配位絡合。