[发明专利]一种制备微介孔二氧化硅药物缓释材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微介孔二氧化硅药物缓释材料，属于材料加工领域。

背景技术

自然界中存在着许多多孔物质。根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，多孔材料(porous material)的根据孔径范围分为三类：小于2nm为微孔(micropore)；2至50nm为介孔(mesopore)；大于50纳米为大孔(macropore)。有时也将小于0.7nm的微孔称为超微孔，大于1mm的大孔称为宏孔。自1992年Mobil公司开发出以M41S为代表的材料后，有序介孔材料才真正的作为一种新材料登上舞台。有序介孔材料也因其独特的结构、性质以及潜在的应用性能吸引了各种不同研究领域的学者对其进行深入的研究。

按化学组成分类，介孔材料可分为硅基和非硅基组成两大类，硅基介孔材料骨架的主要成分是二氧化硅，包括纯二氧化硅和掺杂其他元素两类介孔材料；非硅基介孔材料即骨架组成为非硅的包括碳、过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。它们拥有的可变价态，或者金属属性，将使它们拥有更广泛的应用前景。但它们相对于硅基介孔材料，热稳定性较差，煅烧时孔道容易坍塌，其制备方法仍是一个严峻的挑战。

介孔材料的特点有：①具有高比表面积②具有有序孔道结构，孔径分布较窄，且尺寸大小可调；③经过条件优化合成或后处理，具有很好的热稳定性；④颗粒具有规则形貌。

介孔中空二氧化硅材料因其有序的介孔孔道结构，较高的表面积，密度低，热力学稳定，克服了传统SiO2由于密度大、比表面积小，应用受到限制的不足。而且内部中空结构更是扩大了材料的容积，可固定或装填大的活性化合物。使材料在装载，吸附领域具有更高的应用价值。

合成介孔二氧化硅材料的方法很多，如水热法，低温合成法，固相反应法，模板合成法，微乳液法，喷雾反应法等。而制备介孔中空二氧化硅材料的方法主要是模板法。即选择一种特定形状或能够形成特定形状中间体的纳米级物质作为反应模板，通过一些辅助方法在模板上包裹一层二氧化硅壳体，然后用煅烧，溶解，清洗的方法除去模板而使二氧化硅壳体保持介孔中空结构。按照模板的性质一般分为软模板和硬模板法。按照壳层生成机理不同又分为溶胶-凝胶法和层层自组装法。

介孔中空二氧化硅材料作为一种新的纳米结构，除了具有有序的孔道结构外，还具有很大的内部空间，使它能够装载客体物质，并把客体与环境完全分开，直到适宜位置释放。因此它可作为药物缓释和控释的载体，催化剂的载体，气体以及贵重金属粒子吸附剂，生物识别、酶的固定化的载体。近年来，有越来越多的学者对无机介孔中空材料的药物的装载与控制释放进行研究。其良好的生物相容性使材料在药物控释方面具有良好的应用潜能；其内部的中空结构使其比普通介孔材料在装载方面更有优势；其在尺寸、形貌、表面功能化上可控，比微脂囊、人造大分子、可降解高聚物等生物有机纳米材料作为载体更有优势。

Botterhuis等在低温40℃合成了直径分布范围较窄(0.6-1.2μm)，壁厚一致，具有蠕虫状孔道结构的中空纳米材料，并研究了染料分子在封装其中的释放特性。Liu等以金纳米粒子为模板，以3-氨丙基三甲氧硅烷为硅源制备了直径在45-60nm，壁厚为3-10纳米的介孔中空二氧化硅纳米球体。用氰化钠溶解“核”得到中空结构。他们以异硫氰酸荧光素为药物模型研究了介孔中空材料的缓释特性。Chen等则是以软模板法(CTAB作为模板)，以TEOS为硅源合成了直径为900nm，壁厚为100nm的介孔中空二氧化硅微球。并以立痛定这种水不溶性药物为模型研究了介孔材料的缓释特性。Zhu等合成了介孔中空二氧化硅微球，并研究了其表面用和不用N-TES，NN-TES，NNN-TES改性时对布洛芬药物控释的影响。

近年来对于介孔中空二氧化硅材料药物缓释特性的研究大多数集中在球状，提高载药量，以及控制释放的时间三个方面。对于其他形状如管状鲜少报道。在提高载药量方面一般是期望将材料直径控制在1μm左右。适当的对表面改性对提高载药量，控制释放也具有重大的意义。目前介孔中空材料在药物缓释的应用上还未实现工业化，但其生物相容性好，内部容量大，孔道结构利于缓释，封装药物安全的在细胞间传输等有点无不显示其在作为药物缓释材料方面具有巨大的发展潜力。

静电纺丝技术是一种制备纳米/亚微米级材料的特殊方法。由美国的Formals在1934年提出。这种技术通过对聚合物溶液或熔体施加电场，使其拉伸成连续射流状态，形成直径为纳米-微米级的纺丝，并收集于接收屏上。静电纺丝法因其方便、灵活、操作简单而在制备亚微米/纳米级材料方面受到广泛关注。