一种可生物降解聚酯磁性复合微球的制备方法技术

本发明专利技术属于磁性聚酯复合微球的制备技术领域，特别是涉及乳酸改性Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］纳米粒子表面聚合接枝可生物降解聚酯制备磁性复合微球的方法。首先在有机溶剂中，加热和搅拌条件下乳酸与Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］粒子表面的羟基发生脱水反应，使乳酸化学键合到磁粒子表面，然后在无水无氧条件下，以辛酸亚锡为催化剂，以Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］纳米粒子负载乳酸上的－Ｏ－Ｈ作为引发剂，引发环状酯类单体（丙交酯、乙交酯、ε－己内酯）开环聚合，从而在磁粒子表面形成聚酯壳层，得到磁性复合微球。该磁性复合微球粒径较小、分布窄，磁含量高，磁响应性较强，并且具有良好的生物相容性和生物降解性，可以作为药物、酶、细胞等的载体广泛应用到生物医学及生物工程等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解聚酯磁性复合微球的制备方法
本专利技术属于磁性聚酯复合微球的制备
，特别是涉及乳酸改性Fe3O4纳米粒子表面聚合接枝可生物降解聚酯制备磁性复合微球的方法。
技术介绍
脂肪族聚酯磁性复合微球兼具聚酯的众多优良特性(良好的生物相容性、可生物降解性、无毒性)和磁性物质的磁响应性，一方面可通过共价键来结合酶、细胞和抗体等生物活性物质，另一方面可对外加磁场表现出强烈的磁响应性，因此可被用作酶、细胞、药物等的载体广泛应用到生物医学、细胞学和生物工程等领域。但以可生物降解的脂肪族聚酯类材料为载体的磁性复合微球制备的报道较少。1991年，Duguay DG等用乳化溶剂挥发法制备了大粒径磁性聚乳酸微球，在聚乳酸中引入含量为5～10％的磁性物质，由于其粒径在毫米级不适用于靶向给药系统。2001年，西班牙Gomez-Lopera等人用复乳的方法制得了粒径为0.16±0.06μm的磁性聚乳酸载药微球。本专利技术人前期利用相分离法制备出了聚乳酸及共聚物磁性复合微球，但所得复合微球粒径大小不均、分布较宽、磁含量较低，并且存在磁粉黏附在微球表面，微球不稳定，限制了磁性复合微球的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统的物理包埋法所制备的磁性聚酯复合微球粒径分布宽、磁含量低、磁响应性弱、稳定性差等问题，提出一种可生物降解聚酯磁性复合微球的制备方法。本专利技术采用表面开环聚合法制备聚酯磁性复合微球。先用乳酸对磁粒子进行表面改性，再通过改性粒子负载的乳酸上的-O-H，引发环状酯类单体开环聚合制备磁性聚酯复合微球。具体步骤如下：(1)乳酸表面改性Fe3O4纳米粒子将Fe3O4粒子和有机介质二氧六环或四氢呋喃混合，超声分散，搅拌状态下缓慢滴加乳酸，Fe3O4与乳酸的投料比为0.01～0.5g/ml，待乳酸完全加入后，N2保护，30～80℃水浴下搅拌反应2～8h。产物冷却后磁分离，反复用有机分散介质(如二氧六环或四氢呋喃)和乙醇洗涤，于-50℃以下真空冷冻干燥45-50h，得到乳酸表面改性的Fe3O4纳米粒子。(2)环状酯类单体在改性磁粒子表面开环聚合制备复合微球把步骤(1)的乳酸改性Fe3O4粒子超声分散于回流干燥过的甲苯或二甲苯溶剂中，加-->入与改性磁粒子质量比为10∶1～20∶1的单体，滴加催化剂辛酸亚锡，然后在无水无氧、加热和搅拌条件下引发聚合，辛酸亚锡与单体的质量比0.02％～0.8％，聚合温度为80～130℃，聚合时间为18～60h。反应完毕，将产物磁分离，沉淀用甲苯或二甲苯和乙醇反复洗涤，然后用0.1mol/LHCl透析处理除去未被包覆的Fe3O4粒子，最后用去离子水洗涤至中性，于-50℃以下真空冷冻干燥45-50h得到磁性聚酯复合微球。本专利技术所述的步骤(1)中Fe3O4纳米粒子粒径为15～20nm，饱和磁化强度为60emu/g。本专利技术所述的步骤(1)中较优的条件为Fe3O4与乳酸的投料比为0.02～0.2g/ml，反应温度为30～60℃，反应时间为3～6h。本专利技术所述的步骤(2)中环状酯类单体为丙交酯、乙交酯、ε-己内酯之一种或几种组合。本专利技术所述的步骤(2)中辛酸亚锡与单体较优的质量比为0.05～0.5％本专利技术所述的步骤(2)中聚合温度较优的为：二甲苯作为有机溶剂时，为110～130℃；甲苯作为反应溶剂时，为80～100℃。本专利技术所述的步骤(2)中聚合时间为24～60h。本专利技术得到的磁性聚酯复合微球粒径为80～330nm，Fe3O4含量为18～27％，饱和磁化强度为15～21emu/g。本专利技术以Fe3O4纳米粒子为原料，粒子表面的羟基先与乳酸发生脱水反应，使乳酸化学键合到磁粒子表面上，再以粒子负载乳酸上的-O-H作为引发活性点，引发环状酯类单体开环聚合，从而在Fe3O4纳米粒子表面形成聚酯壳层，得到磁性聚酯复合微球。乳酸表面改性Fe3O4粒子的特征在于：乳酸与其它表面改性剂相比具有生物相容性良好，不引入人体排斥的不友好物质，另外磁粒子经乳酸改性之后，与环状酯类单体及其聚合物的亲和性得到提高，并且改性粒子表面的羟基活性强，在催化剂作用下，聚酯的接枝率高，形成稳定的微球壳层。本专利技术提供的方法能制备出具有良好生物相容性和生物降解性的磁性聚酯复合微球，微球形貌规整、呈球状，粒径小且分布窄，磁含量较高，磁响应性较强，可以用作药物、酶、细胞等的载体广泛应用到生物医学及生物工程等领域。附图说明图1本专利技术实施例3得到的磁性聚酯复合微球的透射电镜照片。图2本专利技术实施例6得到的磁性聚酯复合微球的红外吸收光谱。图3本专利技术实施例5得到的磁性聚酯复合微球的磁滞回线图。具体实施方式-->下面通过实例对本专利技术做进一步描述实施例1：乳酸表面改性Fe3O4纳米粒子向反应瓶中加入0.5gFe3O4粒子和40ml二氧六环，超声分散，搅拌状态下缓慢滴加10ml乳酸，待乳酸完全加入后，40℃水浴下搅拌反应6h，产物冷却后磁分离，反复用二氧六环和乙醇洗涤，于-50℃下真空冷冻干燥48h，得到乳酸表面改性的Fe3O4纳米粒子。实施例2：乳酸表面改性Fe3O4纳米粒子向反应瓶中加入0.8gFe3O4粒子和60ml四氢呋喃，超声分散，搅拌状态下缓慢滴加15ml乳酸，待乳酸完全加入后，N2保护，50℃水浴下搅拌反应4h，产物冷却后磁分离，反复用二氧六环和乙醇洗涤，于-50℃下真空冷冻干燥48h，得到乳酸表面改性的Fe3O4纳米粒子。实施例3：单体在改性粒子表面开环聚合制备磁性聚酯复合微球将实施例1制备的0.24g表面乳酸改性Fe3O4粒子超声分散于60ml二甲苯中，加入4.1g丙交酯单体和15mg辛酸亚锡催化剂，无水无氧条件下，125℃搅拌反应48h，将产物磁分离，沉淀用二甲苯和乙醇反复洗涤，再用0.1mol/LHCl透析处理除去未被包覆的Fe3O4粒子，最后用去离子水洗涤至中性，-50℃下真空冷冻干燥48h，得到粒径为130～320nm，Fe3O4含量为27％，饱和磁化强度为20.7emu/g的磁性聚酯复合微球。实施例4：单体在改性粒子表面开环聚合制备磁性聚酯复合微球将实施例2制备的0.31g表面乳酸改性Fe3O4粒子超声分散于70ml二甲苯中，加入3.9g乙交酯单体和12mg辛酸亚锡催化剂，无水无氧条件下，125℃搅拌反应36h，将产物磁分离，沉淀用二甲苯和乙醇反复洗涤，再用0.1mol/LHCl透析处理除去未被包覆的Fe3O4粒子，最后用去离子水洗涤至中性，-50℃下真空冷冻干燥48h，得到粒径为80～300nm，Fe3O4含量为18％，饱和磁化强度为15.5emu/g的磁性聚酯复合微球。实施例5：单体在改性粒子表面开环聚合制备磁性聚酯复合微球将实施例2制备的0.37g表面乳酸改性Fe3O4粒子超声分散于50ml二甲苯中，加入4.5gε-己内酯单体和16mg辛酸亚锡催化剂，无水无氧条件下，115℃搅拌反应60h，将产物磁分离，沉淀用二甲苯和乙醇反复洗涤，再用0.1mol/LHCl透析处理除去未被包覆的Fe3O4粒子，最后用去离子水洗涤至中性，-50℃下真空冷冻干燥48h，得到粒径为120～330nm，Fe3O4含量为25％，饱和磁化强度为20.3emu/g的磁性聚酯复合微球。实施例6：单体在改性粒子表面开环聚合制备磁性聚酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解聚酯磁性复合微球的制备方法，其特征是先用乳酸对Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］纳米粒子进行表面改性，再通过粒子表面负载乳酸上的－Ｏ－Ｈ引发环状酯类单体开环聚合制备磁性聚酯复合微球，具体步骤如下：（１）乳酸表面改性Ｆｅ↓［３］Ｏ↓ ［４］纳米粒子将Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］微粒和有机介质二氧六环或四氢呋喃混合，超声分散，在搅拌状态下滴加乳酸，Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］与乳酸的投料比为０．０１～０．５ｇ／ｍｌ，待乳酸完全加入后，Ｎ↓［２］保护，３０～８０℃水浴下搅拌反应 ２～８ｈ；产物冷却后磁分离，反复用有机分散介质二氧六环或四氢呋喃和乙醇洗涤，于－５０℃以下真空冷冻干燥４５－５０ｈ，得到乳酸表面改性的Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］纳米粒子；（２）环状酯类单体在改性磁粒子表面开环聚合制备复合微球把步 骤（１）制备的乳酸改性Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］粒子超声分散于回流干燥过的甲苯或二甲苯溶剂中，加入与改性磁粒子质量比为１０∶１～２０∶１的单体，再滴加辛酸亚锡催化剂，然后在无水无氧、加热和搅拌条件下引发聚合，辛酸亚锡与单体的质量比０．０２％～０．８％，聚合温度为８０～１３０℃，聚合时间为１８～６０ｈ；反应结束后将产物磁分离，沉淀用甲苯或二甲苯和乙醇反复洗涤，然后用０．１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ透析处理除去未被包覆的Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］粒子，最后用去离子水洗涤至中性，于－５０℃以下真空冷冻干燥４５－５０ｈ得到磁性聚酯复合微球。...

【技术特征摘要】
1、一种可生物降解聚酯磁性复合微球的制备方法，其特征是先用乳酸对Fe3O4纳米粒子进行表面改性，再通过粒子表面负载乳酸上的-O-H引发环状酯类单体开环聚合制备磁性聚酯复合微球，具体步骤如下：(1)乳酸表面改性Fe3O4纳米粒子将Fe3O4微粒和有机介质二氧六环或四氢呋喃混合，超声分散，在搅拌状态下滴加乳酸，Fe3O4与乳酸的投料比为0.01～0.5g/ml，待乳酸完全加入后，N2保护，30～80℃水浴下搅拌反应2～8h；产物冷却后磁分离，反复用有机分散介质二氧六环或四氢呋喃和乙醇洗涤，于-50℃以下真空冷冻干燥45-50h，得到乳酸表面改性的Fe3O4纳米粒子；(2)环状酯类单体在改性磁粒子表面开环聚合制备复合微球把步骤(1)制备的乳酸改性Fe3O4粒子超声分散于回流干燥过的甲苯或二甲苯溶剂中，加入与改性磁粒子质量比为10∶1～20∶1的单体，再滴加辛酸亚锡催化剂，然后在无水无氧、加热和搅拌条件下引发聚合，辛酸亚锡与单体的质量比0.02％～0.8％，聚合温度为80～130℃，聚合时间为18～60h；反应结束后将产物磁分离，沉淀用甲苯或二甲苯和乙醇反复洗涤，然后用0.1mol/LHCl透析处理除去未被包覆的Fe3O4粒子，最后用去离子水洗涤至中性，于-50℃以下真空冷冻干燥45-50h得到磁性聚酯复合微...

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，王佐，滕新荣，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]