一种负载羟基磷灰石的聚乳酸多孔微球及制备方法
【专利摘要】本发明提供一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球，其特征在于，复合多孔微球的外观有明显的孔状结构，其粒径为50～500μm，孔径为5～20μm，将微球内部与外界环境相联通，其吸水率为900～3200%。本发明还提供一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法。所制备的复合多孔微球用于成体细胞生长的支架，也可作为干细胞生长及分化时附着的支架，应用于组织工程。本发明中复合多孔微球的制备方法，操作简单方便，成本低廉，使用安全，有利于市场推广。
【专利说明】一种负载羟基磷灰石的聚乳酸多孔微球及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多孔微球及其制备方法，特别是涉及一种负载羟基磷灰石的聚乳酸多孔微球及其制备方法，属于组织工程领域。
【背景技术】
[0002]高分子多孔微球，是指材料由高分子材料构成，粒径范围在1-1000微米之间，表面具有诸多孔状结构的微球。目前可用于药物缓释、细胞支架、细胞注射等领域。
[0003]目前制备多孔微球的高分子材料主要有聚乳酸，聚乳酸和聚己内酯的共混物或乳酸-己内酯共聚物等聚酯类高分子材料。上述材料具有良好的生物降解性和生物安全性而被广泛用作组织工程支架和药物载体领域(Lin Sun, 2009 ；Hyun Jung Chung, 2006 ；Stefano Giovagnoli，2007)。但所制备的多孔微球也存在各种问题，主要原因是因降解产物呈酸性，PH值降低而易致发炎。
[0004]无机材料羟基磷灰石，因具有良好的生物相容性被广泛用作组织工程，特别是骨科相关的研究。羟基磷灰石在水溶液中释放弱碱性的离子，正好可以用来中和上述高分子材料降解产物的酸性问题，另外还可以提高材料的生物活性。
[0005]目前关于聚乳酸 和羟基磷灰石共同作为载体报道较少，将两者复合制备多孔微球在国内外尚未见报道。
【发明内容】
[0006]本发明目的之一是提供一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球，可用作组织工程中细胞粘附的支架。
[0007]—种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球，其特征在于，复合多孔微球的外观有明显的孔状结构，其粒径为50~500 μ m，，孔径为5~20 μ m，将微球内部与外界环境相联通，其吸水率为900~3200%。
[0008]本发明还提供一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
将高分子材料和羟基磷灰石同时溶解在有机溶剂中，加热并冷凝回流溶解，使其高分子材料和羟基磷灰石分散在有机溶剂中，形成有机相；
(2)碳酸氢铵溶解于水中，常温溶解，形成水相I;
(3)聚乙烯醇解于水中，高温溶解时，形成水相II；
(4)取出上述有机相置于干燥的小烧杯中，加入上述水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液；
(5)立刻将乳化液均匀速度滴加到水相II中，磁力搅拌子以低速搅拌4小时后，将微球离心5分钟，再用超纯水重新悬浮，反复3次洗去多余的PVA，再将微球冷冻干燥处理。
[0009]所述高分子材料为聚乳酸和聚己内酯的共混物，或乳酸-己内酯共聚物。
[0010]所述高分子材料在有机相的终浓度为2~8g/100ml，所述羟基磷灰石在有机相的终浓度为2~4g/100ml。
[0011 ] 所述碳酸氢铵溶在水相I的终浓度为5~20 g/100ml。
[0012]所述聚乙烯醇在水相II的终浓度为0.1~1 g/100ml。
[0013]所述水相I和有机相的体积比为3:1~5:1。
[0014]本发明公开的负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球及其制备方法，可用作组织工程中细胞粘附的支架。所制备的负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球粒径为50-500 μ m,其外观有明显的孔状结构，孔径为5-20 μ m,将微球内部与外界环境相联通，通过负载羟基磷灰石增加其亲水性，吸水率为900-3200%。所制备的复合多孔微球用于成体细胞生长的支架，也可作为干细胞生长及分化时附着的支架，应用于组织工程。本发明中复合多孔微球的制备方法，操作简单方便，成本低廉，使用安全，有利于市场推广。
[0015]【专利附图】
【附图说明】:
图1为本发明的负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的示意图。
[0016]其中I聚乳酸组分，2为羟基磷灰石组分，3为孔状结构。
[0017]图2为本发明的负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的示意图扫描电子显微镜图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:
称取200 mg的聚乳酸，200mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烷中，加热并冷凝回流溶解1小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取1Og碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解1小时,形成水相I。称取2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解1小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述1ml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以200rpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。
[0019]经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为201.4±51.6 μ m，其外观有明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为23.4 ±5.2 μ m。吸水率为2045.7%。
[0020]实施例2:
称取200 mg的聚乳酸，400mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烧中，加热并冷凝回流溶解1小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取1Og碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解1小时，形成水相I。称取2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解1小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述1ml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以200rpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为164.5±31.1 μ m，其外观有明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为11.5 ±3.1 μ m。吸水率为1743.0%。
[0021]实施例3:
称取400 mg的聚乳酸，200mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烧中，加热并冷凝回流溶解I小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取5g碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解I小时，形成水相I。称取2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解I小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述Iml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以200rpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。
[0022]经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为274.2±52.1 μ m，其外观有明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为14.3 ±3.1 μ m。吸水率为913.9%。
[0023]称取200 mg的聚乳酸，200mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烷中，加热并冷凝回流溶解I小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取20g碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解I小时，形成水相I。称取2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解I小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述Iml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以200rpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。
[0024]经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为300.2±25.7μπι，其外观有`明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为21.5 ±5.2 μ m。吸水率为2532.2%。
[0025]实施例5:
称取200 mg的聚乳酸，200mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烷中，加热并冷凝回流溶解I小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取IOg碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解I小时，形成水相I。称取0.2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解I小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述Iml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以200rpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。
[0026]经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为321.7± 16.4 μ m，其外观有明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为35.3±5.4μ m。吸水率为3190.5%。
[0027]实施例6:
称取200 mg的聚乳酸，200mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烷中，加热并冷凝回流溶解I小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取IOg碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解I小时,形成水相I。称取2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解I小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述Iml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以IOOrpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。
[0028]经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为241.9± 13.8 μ m，其外观有明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为32.1 ±6.6 μ m。吸水率为1969.1%。
[0029]实施例7:
称取200 mg的聚乳酸，200mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烷中，加热并冷凝回流溶解I小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取IOg碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解I小时,形成水相I。称取2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解I小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述Iml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液 。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以300rpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。
[0030]经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为149.2±8.1 μ m，其外观有明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为12.2 ±4.1 μ m。吸水率为2285.2%。
[0031]实施例8:
称取200 mg的聚乳酸，200mg的羟基磷灰石溶解在5ml 二氯甲烷中，加热并冷凝回流溶解I小时，形成聚乳酸和羟基磷灰石分散在二氯甲烷的有机相。称取IOg碳酸氢铵溶解于100ml水中，常温溶解I小时,形成水相I。称取2g聚乙烯醇解于200ml水中，高温溶解I小时，形成水相II。取出上述有机相4ml置于干燥的小烧杯中，加入上述Iml水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液。立刻将乳化液均匀速度滴加到200ml的水相II中。3cm磁力搅拌子以400rpm的速度搅拌4小时后,将微球50 rpm的速度离心5min,再用200ml的超纯水重新悬浮，反复3次。将微球冷冻干燥处理，既得到白色外观的负载羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球。
[0032]经扫描电子显微镜观察，羟基磷灰石/聚乳酸多孔微球的平均粒径为111.7±6.9 μ m，其外观有明显的孔状结构，将微球内部与外界环境相联通，孔状结构的平均直径为13.8 ±8.1 μ m。吸水率为1522.9%。
【权利要求】
1.一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球，其特征在于，复合多孔微球的外观有明显的孔状结构，其粒径为50~500 μ m,，孔径为5~20 μ m，将微球内部与外界环境相联通,其吸水率为900~3200%。
2.根据权利要求1所述一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将高分子材料和羟基磷灰石同时溶解在有机溶剂中，加热并冷凝回流溶解，使其高分子材料和羟基磷灰石分散在有机溶剂中，形成有机相； 2)碳酸氢铵溶解于水中，常温溶解，形成水相I; (3)聚乙烯醇溶解于水中，高温溶解时，形成水相II； (4)取出上述有机相置于干燥的小烧杯中，加入上述水相I，随后进行匀浆处理，形成乳化液； (5)立刻将乳化液均匀速度滴加到水相II中，磁力搅拌子以低速搅拌4小时后，将微球离心5分钟，再用超纯水重新悬浮，反复3次洗去多余的PVA，再将微球冷冻干燥处理。
3.根据权利要求2所述一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法，其特征在于，所述高分子材料为聚乳酸和聚己内酯的共混物，或乳酸-己内酯共聚物。
4.根据权利要求2所述一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法，其特征在于，所述高分子材料在有机相的终浓度为2~8g/100ml，所述羟基磷灰石在有机相的终浓度为2~4g/100ml。
5.根据权利要求2所述一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法，其特征在于，所述碳酸氢铵溶在水相I的终浓度为5~20 g/100ml。
6.根据权利要求2所述一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇在水相II的终浓度为0.1~I g/100ml。
7.根据权利要求2所述一种负载羟基磷灰石的聚乳酸复合多孔微球的制备方法，其特征在于，所述水相I和有机相的体积比为3:1~5:1。
【文档编号】A61L27/56GK103768658SQ201210396694
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月18日 优先权日:2012年10月18日
【发明者】魏岱旭, 闫志强, 钟建, 周涓, 朱君, 何丹农 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司