生物医用高分子微球的制备与应用

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1、生物医用高分子微球的制备与应用自己收藏的觉得很有用故上传到百度与大家一起分享！生物医用高分子微球的制备与应用陈瑜陈明清**刘晓亚杨成(无锡轻工大学化学与材料工程学院无锡214036)高分子微球以其分子结构的可设计性吸引了越来越多的科学工作者的兴趣进而更加快了其开发应用的步伐美国等西方发达国家在这一研究领域起步较早技术力量已相当强日本在这一研究领域中投入大量人力和财力获得了众多的成果与专利近年来我国也有不少的科研人员开始从事该领域的研究并取得了一定的成果但总的来说与国外相比仍有差距高分子微球可以通过选择聚合单体和聚合方式从分子水平上来设计合成和制备并且可以比

2、较方便地控制其尺寸的大小和均一性使之具有所需要的特定性能与功能这种微观结构和性能的可设计性使得高分子微球在对材料特性要求较高的生物医学领域中显示出巨大的发展潜力本文拟对近几年来报道的几种核-壳复合型高分子微球制备方法以及高分子微球在生物技术和医学诊治方面的应用加以综述1生物医用高分子微球的制备方法生物医用高分子微球通常为核-壳复合结构其中壳层具有生物活性或对特定环境有亲合性而核作为这类活性大分子的载体使微球具有一定的稳定性；或者核为具有一定生物功能性的高分子而壳层作为保护层维持核内物质的活性图1大分子单体法合成微球1.1大分子单体法(Macromonome

3、rMethod)大分子单体具有确定的分子量和明确的结构所以近来被广泛地用来制备高分子微球首先将某一单体聚合成有一定聚合度的低聚物再在低聚物上引入一具有聚合反应活性的基团(如碳碳双键等)制得具有确定分子量的大分子单体然后在含有大分子单体的介质中加入第二单体、引发剂进行接枝共聚反应若大分子单体为亲水的第二单体为疏水的则水相中的大分子单体接枝到疏水性的第二单体上成双亲性接枝共聚物并逐渐形成胶粒疏水性单体可扩散到胶粒内进一步参加共聚反应亲水性的大分子链则起到了稳定作用防止胶粒的凝聚于是形成了核为疏水壳为亲水的高分子微球(如图1所示)[1-4]反之也可用逆相乳液聚合

4、的方法制备疏水性高分子微球微球的大小及其分布可以通过溶剂组成和加入的单体及大分子单体的量来控制其大小可从几十nm到几十?m的范围内变化由于其形态的可控性及温和的聚合条件使得此类微球被广泛地应用于生物医学领域[5-7]1.2种子聚合法(SeededPolymerization)与动态溶胀法(DynamicSwellingMethod)首先在聚合单体中加入少量具有多官能团的单体(如对二乙烯苯等)合成交联型聚合物并作为种子配制成单分散液然后加入另一种单体、引发剂、交联剂进行聚合反应加入的单体聚合到种子乳胶粒表面形成具有核-壳结构的微球[8,9]种子聚合法制得的微

5、球一般粒径较小只有几μm为了制得粒径较大(>5μm)的微球可向含有种子聚合物微粒和某一单体的醇/水溶液中慢速连续地滴加水在均匀搅拌下处于单分散状态的种子微粒吸附了大量的分散于溶液中的单体及引发剂而溶胀溶胀状态与单体量有关若单体量较多足够在短时间内增塑整个种子微粒则单体在种子微粒中发生均相溶胀并聚合形成分散均匀的复合微球；若单体量较少则进行异相溶胀聚合后得到近似于核-壳型的复合微球(如图2所示)[9-12]动态溶胀法与种子分散聚合法的不同在于前者体系中单体主要存在于种子微粒中而后者单体主要分散在介质中这两种方法均可用来制得生物活性高分子微球1.3分步异相凝聚

6、法(StepwiseHeterocoagulationMethod)首先用乳液聚合法分别合成带有正电荷的小粒径高分子微球和带有负电荷的大粒径微球利用静电吸引在溶液中将小微球吸附到大微球的表面形成外表面较为粗糙的微球聚集体加热溶液至小微球的玻璃化温度(Tg)之上这样包附在大微球周围的小微球将凝结成连续层整个微球体系的表面随着加热时间的增加而变得光滑最终可制得核-壳型高分子微球(如图3所示)[13,14]Okubo[15,16]等用分步异相凝聚法制备了一系列亲水核-疏水壳的复合结构微球该法制备的高分子微球大小一般从亚微米级到微米级不等由于制备过程中往往加热温度

7、较高会导致活性物质的失活所以此类微球一般只适合于作为生物活性物质的载体图2动态溶胀法制备微球图3分步异相凝聚法制备微球1.4线-球转变法(Coil-to-globuleTransitionMethod)交联的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)水凝胶微球的流体动力学尺寸(hydrodynamicsize)随温度变化而变化同时微球表面的亲水/疏水性也随之发生变化利用PNIPAAm的这一热敏特性Qiu[17]等合成了主链为PNIPAAm支链为亲水性聚合物(如聚环氧乙烷PEO)的线状接枝共聚物该线状共聚物在加热至PNIPAAm的低临界溶解温度(LCST)之

8、上时水溶液中的PNIPAAm链因脱水而聚集在一起成为疏水核而水溶性