專利名稱：一種殼聚糖微球/微囊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)藥工程和生物工程領(lǐng)域，具體地說是涉及一種粒徑可控、表面狀態(tài)可控、溶漲性質(zhì)可控、互不粘連、可生物降解的殼聚糖微球/微囊，及其制備方法。
背景技術(shù)：
殼聚糖[β-(1-4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖]是自然界儲量豐富的甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物，由于其具有良好的生物相容性、生物降解性、生物粘附性，受到醫(yī)藥領(lǐng)域和生物工程材料領(lǐng)域研究者的廣泛重視。殼聚糖微球/微囊具有很大的表面積體積比，作為藥物載體使用可獲得緩釋和控釋效應(yīng)得到理想的藥物釋放性質(zhì)；一定粒徑的殼聚糖微球/微囊具有靶向作用，可將藥物濃集于病灶，提高治療效果并減少藥物的毒副作用。此外，殼聚糖微球/微囊還可作為酶、細(xì)胞的固定化載體用作人工器官或在工業(yè)上得到使用。因此，制備出符合要求的殼聚糖微球/微囊可使殼聚糖這一自然資源得到高附加值利用。
目前，殼聚糖微球/微囊的制備方法主要有乳化分散交聯(lián)法，溶劑揮發(fā)法、凝聚法和噴霧干燥法。乳化分散交聯(lián)法可以得到圓形的、且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的殼聚糖微球/微囊，但是該方法必須引入戊二醛、甲醛、環(huán)氧氯丙烷等交聯(lián)劑，而這些交聯(lián)劑都是有毒的。溶劑揮發(fā)法在制備殼聚糖微球/微囊的過程中要加入對人體有害的有機(jī)溶劑，有機(jī)溶劑的殘留必然會給該法制備的殼聚糖微球/微囊的使用帶來安全問題。凝聚法是通過使殼聚糖與三聚磷酸鈉、海藻酸鈉等與殼聚糖帶相反電荷的物質(zhì)相作用來形成微球/微囊，但是該方法得到的產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度不高，球形不好，必須另外加入交聯(lián)劑。噴霧干燥法制備的殼聚糖微球/微囊的機(jī)械強(qiáng)度也不高，給應(yīng)用帶來很多問題。因此尋找到一種溫和的機(jī)械強(qiáng)度高的不使用有毒性物質(zhì)的殼聚糖微球/微囊的制備方法是很有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)制備殼聚糖微球/微囊時，使用乳化分散交聯(lián)法或溶劑揮發(fā)法引入了有毒的交聯(lián)劑或有機(jī)溶劑、使用凝聚法或噴霧干燥法制備的殼聚糖微球/微囊機(jī)械強(qiáng)度不高的缺陷，從而提供一種不引入化學(xué)交聯(lián)劑、有機(jī)溶劑等有害物質(zhì)、且粒徑可控、表面狀態(tài)可控、溶漲性質(zhì)可控、互不粘連、可生物降解的殼聚糖微球/微囊，及其制備方法。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供一種殼聚糖微球/微囊，其為使用乳化分散-硫酸銨沉淀法得到的，具體步驟如下1)將油相和占其0.1～4v％的表面活性劑一起攪拌5～30分鐘，轉(zhuǎn)速為500～2000轉(zhuǎn)/分鐘；所述的油相是液體石蠟、棉籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄欖油、葵花籽油、或其與石油醚的混合物；所述的表面活性劑是Span 20、Span 40、Span 60、Span 65、Span 80、Span 83、Span 85、Tween20、Tween40、Tween60、Tween61、Tween80、Tween81、Tween85或其任意比例的混合物；2)將0.5～5％(w/v)的殼聚糖溶液(水相)加入步驟1)制得的分散體系中，殼聚糖溶液與油相的體積比是1∶2～20，繼續(xù)攪拌30～60分鐘，轉(zhuǎn)速為500～2000轉(zhuǎn)/分鐘；所述的殼聚糖溶液所用的溶劑是甲酸、乙酸、丙酸、鹽酸、檸檬酸、酒石酸、或谷氨酸；3)向步驟2)制得的分散體系中加入濃度為1～65％(w/v)的硫酸銨溶液，硫酸銨溶液與殼聚糖溶液的體積比為1∶1～20，繼續(xù)攪拌0.5～5小時；4)離心分離步驟3)制得的分散體系，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微球/微囊，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌，室溫真空干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微球/微囊。
本發(fā)明提供一種上述殼聚糖微球/微囊的制備方法，具體包括如下步驟1)將油相和占其0.1～4v％的表面活性劑一起攪拌5～30分鐘，轉(zhuǎn)速為500～2000轉(zhuǎn)/分鐘；所述的油相是液體石蠟、棉籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄欖油、葵花籽油、或其與石油醚的混合物；所述的表面活性劑是Span 20、Span 40、Span 60、Span 65、Span 80、Span 83、Span 85、Tween20、Tween40、Tween60、Tween61、Tween80、Tween81、Tween85或其任意比例的混合物；
2)將0.5～5％(w/v)的殼聚糖溶液(水相)加入步驟1)制得的分散體系中，殼聚糖溶液與油相的體積比是1∶2～20，繼續(xù)攪拌30～60分鐘，轉(zhuǎn)速為500～2000轉(zhuǎn)/分鐘；所述的殼聚糖溶液所用的溶劑是甲酸、乙酸、丙酸、鹽酸、檸檬酸、酒石酸、或谷氨酸；3)向步驟2)制得的分散體系中加入濃度為1～65％(w/v)的硫酸銨溶液，硫酸銨溶液與殼聚糖溶液的體積比為1∶1～20，繼續(xù)攪拌0.5～5小時；4)離心分離步驟3)制得的分散體系，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微球/微囊，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌，室溫真空干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微球/微囊。
本發(fā)明使用乳化分散-硫酸銨沉淀法制備的殼聚糖微球/微囊具有良好的新性質(zhì)其表面形態(tài)可控，可根據(jù)需要制備成多孔的或光滑的形態(tài)；其粒徑可控，在10～2000μm的范圍內(nèi)可自由調(diào)節(jié)；該殼聚糖微球/微囊具有可控的溶漲性質(zhì)，在不同pH的溶液中有不同的溶漲性質(zhì)；此外，該殼聚糖微球/微囊互不粘連，有很好的分散性，可生物降解，其機(jī)械強(qiáng)度也得以提高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的殼聚糖微球/微囊的制備方法的優(yōu)點在于制備過程溫和，不使用有毒性的化學(xué)交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑，解決了目前乳化交聯(lián)法、溶劑揮發(fā)法制備殼聚糖微球/微囊的過程中使用有毒性的化學(xué)交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑的問題；也解決了凝聚法和噴霧干燥法制備的殼聚糖微球/微囊的機(jī)械強(qiáng)度不高、結(jié)構(gòu)松散的問題。而且在制備過程中不引入任何有毒性的化學(xué)交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑等易導(dǎo)致生物技術(shù)藥物失活的因素，可望在生物技術(shù)藥物、化學(xué)藥物的藥物載體的制備及作為酶、動物細(xì)胞、植物細(xì)胞的固定化載體上得到重要應(yīng)用。例如，在制備用于包埋多肽、蛋白質(zhì)、疫苗、基因藥物的殼聚糖微球/微囊藥物載體時，可減少該類藥物在制備過程中的活性損失，成為該類藥物的有效載體；該制備方法也可用于制備包埋酶、植物細(xì)胞、動物細(xì)胞的殼聚糖微球/微囊固定化載體，可減少其在制備過程中的活性損失；該制備方法還可用于包埋親水性和疏水性的化學(xué)藥物。


圖1為實施例1制備的殼聚糖微球的放大100倍的掃描電鏡圖；圖2為實施例1制備的殼聚糖微球的表面放大1500倍的掃描電鏡圖；
圖3為實施例2制備的殼聚糖微球的放大100倍的掃描電鏡圖；圖4為實施例2制備的殼聚糖微球的表面放大1000倍的掃描電鏡圖；圖5為實施例3制備的殼聚糖微球的放大100倍的掃描電鏡圖；圖6為實施例4制備的殼聚糖微囊的放大60倍的掃描電鏡圖；圖7為實施例5制備的殼聚糖微囊表面孔形態(tài)的放大1500倍的掃描電鏡圖；圖8為實施例6制備的殼聚糖微囊表面孔形態(tài)的放大4000倍的掃描電鏡圖。
圖9為實施例1制備的殼聚糖微球的粒徑分布圖，粒徑分布系數(shù)是20.34％。
具體實施例方式
實施例1將殼聚糖溶于0.2mol/L乙酸溶液中配制成2％(w/v)的溶液，取50mL液體石蠟加入到反應(yīng)器中，加入0.5mLSpan80和1mLTween80，攪拌10分鐘，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，加入上述配制的10mL殼聚糖溶液后，以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌分散30分鐘后，加入濃度為50％(w/v)的硫酸銨溶液40mL，繼續(xù)攪拌1小時后停止。離心分離，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微球，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌沉淀，室溫真空干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微球。
其表面形態(tài)如圖1和圖2的掃描電鏡圖所示，可見，該殼聚糖微球表面光滑，平均粒徑為168.2微米，有很好的分散性。用激光粒度儀COULTER LS230測其粒徑分布，如圖9所示，該殼聚糖微球的粒徑分布系數(shù)是20.34％。
實施例2將殼聚糖溶于0.25mol/L乙酸溶液中配制成5％(w/v)的溶液，取50mL花生油加入到反應(yīng)器中，加入0.5mLSpan60和1mLTween60，攪拌5分鐘，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘；加入10mL上述配制的殼聚糖溶液后，以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌60分鐘后，加入濃度為30％(w/v)的硫酸銨溶液100mL，繼續(xù)攪拌2小時后停止。離心分離，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微球，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌沉淀，室溫真空干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微球。
其表面形態(tài)如圖3和圖4的掃描電鏡圖所示，可見，該殼聚糖微球表面多孔，粒徑為154.1微米，有很好的分散性。用激光粒度儀COULTER LS230測其粒徑分布，該殼聚糖微球的粒徑分布系數(shù)是22.69％。
實施例3將殼聚糖溶于0.25mol/L乙酸溶液中配制成4％(w/v)的溶液，取50mL玉米油加入到反應(yīng)器中，加入1mLTween65，攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘；加入2.5mL上述配制的殼聚糖溶液后，以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌40分鐘后，加入濃度為65％(w/v)的硫酸銨溶液50mL，繼續(xù)攪拌3小時后停止。離心分離，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微球，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌沉淀，室溫真空干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微球。
該微球的剖面圖如圖5所示，可見其內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，為結(jié)實的球。
實施例4將殼聚糖溶于0.2mol/L甲酸溶液中配制成0.5％(w/v)的溶液，取50mL橄欖油加入到反應(yīng)器中，加入1mLSpan20和1mLTween61，攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘；加入25mL上述配制的殼聚糖溶液后，以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30分鐘后，加入濃度為2％(w/v)的硫酸銨溶液150mL，繼續(xù)攪拌0.5小時后停止。離心分離，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微囊，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌沉淀，室溫真空干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微囊。
該微囊的剖面圖如圖6所示，可見其內(nèi)部有很多空隙，為囊形結(jié)構(gòu)。
實施例5將殼聚糖溶于0.3mol/L檸檬酸溶液中配制成3％(w/v)的溶液，取50mL大豆油加入到反應(yīng)器中，加入1mLSpan20和1mLTween61，攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘；加入15mL上述配制的殼聚糖溶液后，以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，30分鐘后，加入濃度為10％(w/v)的硫酸銨溶液300mL，繼續(xù)攪拌2小時后停止。離心分離，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微囊，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌沉淀，室溫真空干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微囊。
其表面形態(tài)如圖7的掃描電鏡圖所示，可見，該殼聚糖微囊表面多孔，平均孔徑為1.24微米。
實施例6將殼聚糖溶于0.3mol/L酒石酸溶液中配制成3％(w/v)的溶液，取25mL大豆油與25mL石油醚加入到反應(yīng)器中，加入1mLSpan20和1mLTween61，攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘；加入5mL上述配制的殼聚糖溶液后，以同樣的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，30分鐘后，加入濃度為10％(w/v)的硫酸銨飽和溶液50mL，繼續(xù)攪拌5小時后停止。離心分離，將上層液體倒出，分出下層硫酸銨沉淀的殼聚糖微囊，依次用純水、石油醚、無水乙醇充分洗滌沉淀，室溫真空干燥后即得本發(fā)明的殼聚糖微囊。
其表面形態(tài)如圖8的掃描電鏡圖所示，可見，該殼聚糖微囊表面多孔，平均粒徑為1.05微米。
權(quán)利要求
1.一種殼聚糖微球/微囊，其為使用乳化分散-硫酸銨沉淀法得到的，具體步驟如下1)將油相和占其0.1～4v％的表面活性劑一起攪拌，得到一分散體系；2)將0.5～5％(w/v)的殼聚糖溶液加入步驟1)制得的分散體系中，殼聚糖溶液與油相的體積比是1∶2～20，繼續(xù)攪拌；3)向步驟2)制得的分散體系中加入濃度為1～65％(w/v)的硫酸銨溶液，硫酸銨溶液與殼聚糖溶液的體積比為1∶1～20，繼續(xù)攪拌；4)離心分離步驟3)制得的分散體系，將上層液體倒出，分出下層沉淀物，洗滌，干燥，得到本發(fā)明的殼聚糖微球/微囊。
2.如權(quán)利要求1所述的殼聚糖微球/微囊，其特征在于所述的油相是液體石蠟、棉籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄欖油、葵花籽油、或其與石油醚的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的殼聚糖微球/微囊，其特征在于所述的表面活性劑是Span20、Span 40、Span 60、Span 65、Span 80、Span 83、Span 85、Tween20、Tween40、Tween60、Tween61、Tween80、Tween81、Tween85或其任意比例的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的殼聚糖微球/微囊，其特征在于所述的殼聚糖溶液所用的溶劑是甲酸、乙酸、丙酸、鹽酸、檸檬酸、酒石酸、或谷氨酸。
5.一種權(quán)利要求1所述的殼聚糖微球/微囊的制備方法，包括如下的步驟1)將油相和占其0.1～4v％的表面活性劑一起攪拌，得到一分散體系；2)將0.5～5％(w/v)的殼聚糖溶液加入步驟1)制得的分散體系中，殼聚糖溶液與油相的體積比是1∶2～20，繼續(xù)攪拌；3)向步驟2)制得的分散體系中加入濃度為1～65％(w/v)的硫酸銨溶液，硫酸銨溶液與殼聚糖溶液的體積比為1∶1～20，繼續(xù)攪拌；4)離心分離步驟3)制得的分散體系，將上層液體倒出，分出下層沉淀物，洗滌，干燥，得到本發(fā)明的殼聚糖微球/微囊。
6.如權(quán)利要求5所述的殼聚糖微球/微囊的制備方法，其特征在于所述的油相是液體石蠟、棉籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄欖油、葵花籽油、或其與石油醚的混合物。
7.如權(quán)利要求5所述的殼聚糖微球/微囊的制備方法，其特征在于所述的表面活性劑是Span 20、Span 40、Span 60、Span 65、Span 80、Span 83、Span 85、Tween20、Tween40、Tween60、Tween61、Tween80、Tween81、Tween85或其任意比例的混合物。
8.如權(quán)利要求5所述的殼聚糖微球/微囊的制備方法，其特征在于所述的殼聚糖溶液所用的溶劑是甲酸、乙酸、丙酸、鹽酸、檸檬酸、酒石酸、或谷氨酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種殼聚糖微球/微囊及其制備方法。該殼聚糖微球/微囊為使用乳化分散－硫酸銨沉淀法得到的，包括將油相和占其0.1～4v％的表面活性劑一起攪拌；加入0.5～5％(w/v)的殼聚糖溶液(水相)，殼聚糖溶液與油相的體積比是1∶2～20，繼續(xù)攪拌；再加入濃度為1～65％(w/v)的硫酸銨溶液，硫酸銨溶液與殼聚糖溶液的體積比為1∶1～20，繼續(xù)攪拌；離心分離，分出沉淀物經(jīng)洗滌干燥，即得本發(fā)明的殼聚糖微球/微囊。本方法得到的殼聚糖微球/微囊粒徑可控、表面狀態(tài)可控、溶漲性質(zhì)可控、互不粘連、且可生物降解，而且該方法制備過程溫和，無需使用有毒性的化學(xué)交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑。
文檔編號A61K9/16GK1833725SQ200510055380
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者李巧霞, 宋寶珍, 仰振球, 樊紅雷 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所