一種羥基磷灰石/絲膠蛋白雜化微膠囊的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及一種羥基磷灰石/絲膠蛋白雜化微膠囊材料制備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物微膠囊在近來(lái)受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，因其優(yōu)異的中空結(jié)構(gòu)，使得它在生物傳感、光/酶催化及藥物載體方面都顯示出廣闊的研宄和應(yīng)用前景。就在藥物載體方面的應(yīng)用而言，微膠囊可以包覆和儲(chǔ)存藥物或生物因子，并完成靶向釋放，在不引起其他毒副作用的情況下達(dá)到良好的治療效果。然而，由于聚合物微膠囊合成過(guò)程以及本身性質(zhì)等因素，其實(shí)際應(yīng)用受到很大限制，如合成過(guò)程復(fù)雜，所得到的微膠囊力學(xué)強(qiáng)度較差，不能維持良好的穩(wěn)定性等。為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前的研宄方向著眼于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化微膠囊之上，它是由一個(gè)有機(jī)膠囊外覆蓋一層無(wú)機(jī)殼層而得到的中空結(jié)構(gòu)，該雜化結(jié)構(gòu)兼具有機(jī)、無(wú)機(jī)兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)，且因其分層結(jié)構(gòu)從而可衍生出新的使用功能。
[0003]雜化微膠囊的制備方法主要有模板法，即選用兩種帶相反電荷的聚電解質(zhì)和無(wú)機(jī)納米顆粒以層層自組裝的方法進(jìn)行組裝，最后去除模板，得到雜化微膠囊(氧化硅-魚(yú)精蛋白-PSS雜化微膠囊及制備方法，申請(qǐng)?zhí)?00810153735.2公示號(hào)CN101429503B)這種方法制備的微膠囊具有均一且可控的形貌及尺寸，但是制備過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。也有人通過(guò)乳液聚合法，把有機(jī)單體和引發(fā)劑溶解于油相，無(wú)機(jī)顆粒分散于水相，再將二者混合，在施加剪切力的情況下，無(wú)機(jī)顆粒沉積在聚合物膠囊表面，得到雜化微膠囊(L.P.Lv, M.Rohwerder,et al.Redox-Responsive Self-Healing for Corros1n Protect1n A.VimalanandanjAdv.Mater., 2013; 25: 6980 - 6984.)。
[0004]絲膠蛋白是一種球狀蛋白，含有較多的絲氨酸、天門(mén)冬氨酸等極性側(cè)基氨基酸，具有良好的水溶性和生物相容性，已經(jīng)廣泛用于營(yíng)養(yǎng)保健食品、化妝品、生物醫(yī)學(xué)等方面。羥基磷灰石是是脊椎動(dòng)物骨骼和牙齒的主要無(wú)機(jī)組成成分，具有優(yōu)良的生物相容性和生物活性，植入體內(nèi)后，鈣和磷會(huì)游離出材料表面被身體組織吸收，并生長(zhǎng)出新的組織，在生物材料領(lǐng)域已有較為成熟的應(yīng)用。將羥基磷灰石和絲膠蛋白用于制備雜化微膠囊可以提高囊壁的穩(wěn)定性，提高微膠囊對(duì)溫度、PH變化的耐受性，同時(shí)提高微膠囊的儲(chǔ)存和循環(huán)使用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有微膠囊技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種羥基磷灰石/絲膠蛋白微膠囊材料制備的方法。該方法包括下列步驟:
(I)將10g蠶繭放入5L肥皂水中煮沸，取煮繭水濃縮后，與90%的酒精以體積比1:15混合，富集沉降后離心洗滌，取沉淀物，將沉淀物冷凍干燥得到絲膠蛋白粉末。
[0006](2)配制一定濃度的絲膠蛋白溶液、鈣離子溶液和磷酸鈣/檸檬酸溶液；
(3)在絲膠蛋白溶液中滴加鈣離子溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值后，放至恒溫箱中反應(yīng)并持續(xù)攪拌； (4)將步驟(3)中反應(yīng)后的溶液離心分離出沉淀(即絲膠蛋白微膠囊)，用去離子水洗滌；
(5)將步驟(4)得到的絲膠蛋白微膠囊配制成一定濃度的水溶液，放至一定量的磷酸鈣/檸檬酸溶液中，并置于恒溫箱中震蕩反應(yīng)；
(6)將步驟(5)震蕩反應(yīng)后的溶液離心分離出沉淀，用去離子水洗滌；
(7)將步驟(6)的沉淀放入干燥箱中干燥，即得到羥基磷灰石/絲膠蛋白雜化微膠囊。
[0007]所述步驟(I)中，絲膠蛋白溶液的重量百分比濃度5.5-6.5%，鈣離子溶液的濃度為 220-300mmol/L。
[0008]所述步驟(I)中，磷酸鈣/檸檬酸溶液的配制過(guò)程為鈣離子溶液與檸檬酸溶液混合之后，再與磷酸鹽溶液混合。
[0009]所述步驟(I)中，鈣離子與磷酸根離子物質(zhì)的量的比為2:1-3:1，鈣離子的濃度為5-15 mmol/L ;梓檬酸的濃度為 0-2.5mmol/L。
[0010]所述步驟(3)中，反應(yīng)體系的pH值為5-6，恒溫箱的溫度維持在20-25°C。
[0011]所述步驟(5)中，絲膠蛋白微膠囊水溶液的濃度為0.05-0.20g/mL，絲膠蛋白微膠囊水溶液與磷酸鈣/檸檬酸溶液的體積比為1:10-1:20。
[0012]所述步驟(5)中，恒溫箱的溫度控制在25_45°C。
[0013]所述步驟(5)中，絲膠蛋白微膠囊水溶液與磷酸鈣/檸檬酸溶液恒溫反應(yīng)的時(shí)間為 2-20ho
[0014]本發(fā)明可以通過(guò)調(diào)節(jié)體系檸檬酸的濃度、絲膠微膠囊濃度及礦化反應(yīng)時(shí)間來(lái)制得不同無(wú)機(jī)殼厚度的雜化微膠囊。根據(jù)反應(yīng)條件的不同，得到的羥基磷灰石的形貌與結(jié)晶度有差別，進(jìn)而雜化微膠囊的殼層的厚度不同。整個(gè)過(guò)程全部在水溶液中反應(yīng)，降低了后期的應(yīng)用門(mén)檻，拓寬了應(yīng)用范圍。另外，所得到的雜化微膠囊具有良好的穩(wěn)定性、生物相容性和生物活性，并且原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中以絲膠蛋白溶液濃度為6%，鈣離子溶液濃度為300mmol/L，pH值為6，檸檬酸濃度為Ommol/L，絲膠微膠囊濃度為0.06g/mL，沉淀物與磷酸鈣飽和溶液的體積比為1:10，恒溫反應(yīng)3h制得的雜化微膠囊的FE-SEM圖；
圖2本發(fā)明實(shí)施例中以絲膠蛋白溶液濃度為6%，鈣離子溶液濃度為300mmol/L，pH值為6，檸檬酸濃度為2.5mmol/L,絲膠微膠囊濃度為0.06g/mL，沉淀物與磷酸鈣飽和溶液的體積比為1:10，恒溫反應(yīng)3h制得的雜化微膠囊的FE-SEM圖；
圖3本發(fā)明實(shí)施例中以絲膠蛋白溶液濃度為6%，鈣離子溶液濃度為300mmol/L，pH值為6，檸檬酸濃度為2.5mmol/L,絲膠微膠囊濃度為0.06g/mL，沉淀物與磷酸鈣飽和溶液的體積比為1:10，恒溫反應(yīng)3h制得的雜化微膠囊的TEM圖；
圖4本發(fā)明實(shí)施例中以絲膠蛋白溶液濃度為6%，鈣離子溶液濃度為300mmol/L，pH值為6，檸檬酸濃度為2.5mmol/L,絲膠微膠囊濃度為0.06g/mL，沉淀物與磷酸鈣飽和溶液的體積比為1:10，恒溫反應(yīng)3h制得的雜化微膠囊的XRD譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
本發(fā)明中所用的蠶繭是指家蠶繭。含磷酸根離子的溶液為磷酸鹽溶液，可以為磷酸二氫鈉溶液、磷酸氫二鈉溶液、磷酸氫二鉀溶液、磷酸二氫鉀溶液；所用的含鈣離子的溶液為鈣鹽溶液，可以為氯化鈣溶液、硝酸鈣溶液。所用試劑均為分析純。
[0019]實(shí)施例1
(I)將10g蠶繭放入5L肥皂水中煮沸，取煮繭水濃縮后，將其與90%的酒精以體積比I:15混合，富集沉降后離心洗滌，取沉淀物，將沉淀物冷凍干燥得到絲膠粉末。
[0020](2)配制5.5%的絲膠蛋白溶液、220mmol/L的鈣離子溶液和磷酸鈣/檸檬酸溶液，其中檸檬酸的濃度為Ommol/L ；
(3)將絲膠蛋白溶液和鈣離子溶液混合，調(diào)節(jié)pH值達(dá)到5.5后，放至20°C恒溫箱內(nèi)反應(yīng)并持續(xù)攪拌；
(4)反應(yīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，將反應(yīng)液進(jìn)行離心洗滌，將得到的絲膠蛋白微膠囊配成5mL0.05g/mL的水溶液，放至50mL磷酸鈣/檸檬酸溶液中；
(5)將上述溶液放在37°C恒溫箱內(nèi)震蕩反應(yīng)，反應(yīng)2h后，將反應(yīng)液離心洗滌，然后放入干燥箱干燥(25— 40°C)，得到固體物質(zhì)，即羥基磷灰石/絲膠蛋白雜化微膠囊。
[0021]實(shí)施例2
(I)將10g蠶繭放入5L肥皂水中煮沸，取煮繭水濃縮后，將其與90%的酒精以體積比I:15混合，富集沉降后離心洗滌，取沉淀物，將沉淀物冷凍干燥得到絲膠粉末。
[0022](2)配制5.5%的絲膠蛋白溶液、220mmol/L的鈣離子溶液和磷酸鈣/檸檬酸溶液，其中梓檬酸的濃度為2.5mmol/L ；
(3)將絲膠蛋白溶液和鈣離子溶液混合，調(diào)節(jié)pH值達(dá)到6.0后，放至20°C恒溫箱內(nèi)反應(yīng)并持續(xù)攪拌；
(4)反應(yīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，將反應(yīng)液進(jìn)行離心洗滌，將得到的絲膠蛋白微膠囊配制成5mL0.05g/mL的水溶液，放至50mL磷酸鈣/檸檬酸溶液中；
(5)將上述溶液放在37°C恒溫箱內(nèi)震蕩反應(yīng)，反應(yīng)3h后，將反應(yīng)液離心洗滌，然后放入干