[發(fā)明專利]一種具有溫度刺激響應性的包覆明膠微球的殼聚糖膠囊及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108786675B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 陳艷軍;劉明陽;朱成志;馬帥;馮夢然;伊斯
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B01J13/06
• 分類號: B01J13/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;官群

本發(fā)明涉及一種具有溫度刺激響應性的包覆明膠微球的殼聚糖膠囊及其制備方法，所述膠囊由包埋有α?環(huán)糊精的明膠微球外包覆殼聚糖膠囊得到，所述殼聚糖膠囊由殼聚糖分子與陰離子表面活性劑通過靜電結合形成。在殼聚糖膠囊核中引入具有溫度刺激響應性的裝載α?環(huán)糊精的明膠微球，在常溫下，微膠囊包埋的小分子不會泄露到外部環(huán)境，當升溫至37℃以上時，微膠囊壁的結構會被破壞，包埋的小分子會釋放到外部環(huán)境，從而實現(xiàn)膠囊破壞的可控性及其裝載物質釋放的可調控性。本發(fā)明提供的制備方法具有制備過程方便，步驟簡單，反應時間短，易于控制，綠色環(huán)保，成本低廉等特點。

技術領域

本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種具有溫度刺激響應性的包覆明膠微球的殼聚糖膠囊及其制備方法。

背景技術

聚合物膠囊由固相的殼包裹液相的核構成，在藥物輸送、酶的固定、生物傳感器和生物反應器等領域具有廣闊的應用前景，因而引起了研究者的廣泛關注。此外，聚合物膠囊可被應用于刺激響應型釋放控制體系，在外部環(huán)境如pH值、溫度、電場和離子等的刺激下，膠囊芯材物質由內向外的擴散過程會發(fā)生改變，進而可達到釋放可控的目的。例如Chu等人制備了具有分子識別特性的微膠囊，由于微膠囊中包埋的物質B₁₂(VB₁₂)對Ba²⁺具有敏感識別性，當外部環(huán)境溶液中存在BaCl₂時，微膠囊中VB₁₂釋放到外部環(huán)境中的速率就會大大降低，從而可對其釋放速率進行調控[Advanced Materials,2002,14(5):386-389]。

目前，微膠囊制備方法主要有復凝聚法、層層組裝法、微流控法和界面聚合法等，由于這些微膠囊表面都具有微小的空隙結構，即使不施加外部刺激時，包埋的小分子就存在嚴重的泄漏問題，在藥物輸送、控制釋放等領域的應用存在嚴重的不足。因此制備一種具有自我破壞性能的膠囊就顯得尤為重要，在不施加外部環(huán)境刺激時，微膠囊包埋的小分子不會泄露到外部環(huán)境，當施加外部刺激時，微膠囊壁的結構會被破壞，包埋的小分子會釋放到外部環(huán)境，進而達到釋放可控的目的。一些研究者已對此類膠囊進行了研究，例如Katagiri等人通過聚電解質層層組裝技術制備了一種具有光響應性的微膠囊，囊壁外層覆蓋上SiO₂與TiO₂涂層，TiO₂吸收紫外光后光催化分解囊壁有機材料，使微膠囊破裂[Chemistry of Materials,2009,21(2):195-197]。Borodina等人首先將載酶的CaCO₃粒子包埋進由層層組裝技術制備的聚合物微膠囊腔中，然后用鈣螯合劑溶解CaCO₃粒子并釋放酶，釋放的酶會分解囊壁，進而破壞膠囊釋放包埋物質[Macromolecular RapidCommunications,2010,28(18-19):1894-1899]。值得注意的是，采用上述制備方法，過程較為復雜且需要嚴格的實驗條件，例如采用層層組裝技術需要一系列的孵化程序、交替添加試劑和大量的沖洗步驟，制備過程較為繁瑣。

殼聚糖是一種陽離子聚電解質多糖，把其溶液滴入到陰離子聚電解質溶液中(如十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基硫酸鈉(SDS))，利用靜電作用可以用于制備殼聚糖微膠囊[Journal of Applied Polymer Science,2017:45229]。α-環(huán)糊精具有“外親水，內疏水”的特殊結構，可與SDBS或SDS形成包合物。明膠是膠原蛋白水解的衍生物，具有來源廣泛、生物相容性好、無毒性和可降解等特點，在生物醫(yī)用領域具有很大的應用前景，更重要的是，明膠具有溫度刺激響應性的溶膠-凝膠轉變性能，即當溫度升高到30℃左右時，明膠開始溶解形成溶膠；而當溫度降低到30℃以下時，溶解的明膠溶膠又開始轉變?yōu)槟z。本發(fā)明利用明膠的溫敏特性，首先制備裝載有α-環(huán)糊精的明膠微球，然后將其引入殼聚糖膠囊核中，通過升溫將明膠微球溶解釋放α-環(huán)糊精，釋放的α-環(huán)糊精會與囊壁中的SDBS或SDS形成包合作用，從而破壞膠囊釋放包埋物質，即采用包覆溫敏性微球的方法制備出具有自我破壞性能的膠囊，達到可控釋放包埋物質的目的。

發(fā)明內容