[发明专利]一种尺寸均一的再生纤维素微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尺寸均一的再生纤维素微球的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

近年来，人们开始尝试以安全绿色的天然高分子材料为原料制备药物载体，而纤维素是地球上最为丰富的可再生资源，具有来源广泛、生物相容性好、安全无毒、可生物降解和可衍生化等优异的性质，在生物医药领域等具有广泛的应用。本实验室开发的用于溶解纤维素的一系列由碱/尿素组成的新溶剂，具有成本低、高效溶解纤维素的特点，拓展了纤维素功能材料的开发与应用。

纤维素微球作为载体用于药物缓释或酶载体的研究已有很多报道，其制备方法包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发法、凝聚法、喷雾干燥法等。本实验室前期通过溶胶-凝胶法成功制备了一系列具有多孔结构的纤维素微球，但是，这种方法所制得的微球尺寸分布较宽[J Mater Chem,2009,19,3538;J Hazard Mater,2009,171,340]。而单分散或尺寸分布较窄的微球由于副反应少、选择性好、易回收和反复利用等优点，逐渐成为药物的优良载体[Nature,1997,389,829]。作为一种药物缓释体系，尺寸分布较窄的微球有助于药物释放动力学的研究、副反应的减少和生物可利用度的增加[Langmuir,2004,20,5247]。

近几年，人们采用微流控技术制备了形貌和尺寸可控的微液滴和微球。由此方法制备的尺寸均匀的微液滴，经过聚合、溶剂蒸发、离子交联、化学反应或热凝胶等方式固化后可形成尺寸均一的微球。中国发明专利CN102580639A公开了一种利用微流芯片制备纤维素微球的方法，即将离子液体溶解的纤维素作为水相，采用微流控技术制备纤维素微液滴，而后固化成球。此方法制备的微球直径在10～100微米之间，粒径均一，分布系数小于10%。然而，溶解纤维素的离子液体价格昂贵，由此制得的纤维素微球成本高；另一方面，离子液体溶解得到纤维素溶液在室温下不稳定，因此制备微球的装置须在45℃恒温箱中进行，限制了纤维素微球的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、安全、简单可控的尺寸均一的再生纤维素微球的制备方法。

本发明是以LiOH/尿素水溶液为溶剂，低温溶解纤维素得到纤维素溶液，并以其作为分散相，以液体石蜡为连续相，采用微流控技术制备得到尺寸均一的再生纤维素微球。所制备的纤维素溶液在室温下具有良好的稳定性，纤维素微球的整个制备过程无特殊要求，易于工业化。改变分散相与连续相的流速，可以控制纤维素微球的尺寸以及微球收集的速度；调节纤维素溶液浓度，可以改变纤维素微球内部的微纤结构。本实验室已制备出纤维素/聚苯胺溶液（Macromolecules,2011,44,4565)和纤维素/甲壳素溶液（J Mater Chem,2011,21,3865）。采用此方法也可相应地制得尺寸均一的复合微球。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种尺寸均一的再生纤维素微球的制备方法，包括如下步骤：

（1）将纤维素棉短绒溶解于-9～-15℃的LiOH/尿素水溶液中，形成质量分数为2%～4%的纤维素溶液；

（2）室温下，将步骤（1）制备的纤维素溶液与液体石蜡分别注射至微流控芯片的分散相注入通道和连续相注入通道中，并调节两种液体的流速，形成尺寸均一的纤维素微液滴；

（3）将步骤（2）制备的纤维素微液滴导入到凝固液中，洗涤，即得尺寸均一的再生纤维素微球。

所述步骤（1）中的LiOH/尿素水溶液中LiOH与尿素的质量比为8:10～8:20，所述尿素的含量为10～20wt%。

所述步骤（2）中的两种液体的流速为：液体石蜡12～39mL/h，纤维素溶液0.1～1.5mL/h。

所述步骤（3）中的凝固液为蓖麻油和乙醇的混合液。

所述蓖麻油和乙醇的体积比为1:3～1:6。

所述步骤（4）中的洗涤为先用无水乙醇洗涤，再用去离子水洗涤。

一种利用上述方法制备的尺寸均一的再生纤维素微球，粒径为170～420μm，尺寸分布指数为3%～6%。

所制备的尺寸均一的再生纤维素微球可放置于75%酒精中储存，也可进一步冻干后干燥储存。