可完全生物降解和生物相容的复合微球的制备方法

摘要

本发明公开了一种可完全生物降解和生物相容的复合微球的制备方法。利用纤维素纳米晶的可再生性、可生物降解性和生物相容性，制备纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液，再通过溶剂挥发技术而制得一种完全可生物降解和生物相容的复合微球。本发明方法从天然植物制得的纤维素纳米晶须，成本低廉，操作简单，易于大规模推广，且本发明方法制得的复合微球能够完全生物降解和生物相容，环境友好，符合当前的发展理念。

说明书

技术领域

本发明属于复合微球制备技术领域，特别涉及一种可完全生物降解和生物相容的复合微球的制备方法。

背景技术

为了应对当今世界能源、资源和环境等问题，发展绿色、环保、可再生和可降解的材料已成为热点话题。而纤维素纳米晶可通过天然植物纤维制得，是一种具有高长径比、高比表面积、高强度，同时具有可循环再生，可生物降解和生物相容的纳米材料。

皮克林（Pickering）乳液是一类由固体粒子代替表面活性剂作为稳定剂而形成的乳液。一直以来，Pickering乳液凭借其方便快捷、无皂特性、良好的稳定性和优异的机械性能等优点在食品、化妆品等领域得到广泛的应用。因此，开发Pickering乳液在可生物降解和生物相容的材料中的应用具有非常重要的现实意义。而用来稳定Pickering乳液的胶体粒子中具有可完全生物降解和生物相容的首选粒子可为纤维素纳米晶。

因此，利用纤维素纳米晶的特性和Pickering乳液的优点，并结合溶剂挥发技术可为制备可完全生物降解和生物相容的复合微球提供一个全新的技术方案和手段，目前未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种可完全生物降解和生物相容的复合微球的制备方法。

本发明的思路：利用纤维素纳米晶的可再生性、可生物降解性和生物相容性，制备纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液，再通过溶剂挥发技术而制得一种完全可生物降解和生物相容的复合微球。

具体步骤为：

(1)以质量体积百分比浓度为0.025~0.2%的纤维素纳米晶悬浮液为水相，通过0.1摩尔/升的盐酸溶液调节水相的pH值为2~3，以可生物降解和生物相容的聚合物溶于低沸点溶剂制得质量百分比浓度为1~3%的溶液为油相，按水相/油相体积比为2~5:1来混合两相，经超声乳化处理后，即制得纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液。

(2)将步骤(1)制得的纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液装入敞口玻璃瓶，然后置于45~90℃的水浴中进行溶剂挥发，在整个低沸点溶剂挥发过程中需间歇地震荡敞口玻璃瓶以便低沸点溶剂从乳滴内部挥发出来，挥发进行7~9小时，没有气体挥发出来，停止挥发，制得浑浊液。

(3)将步骤(2)制得的浑浊液用水进行离心洗涤3次，离心速率10000转/分钟，每次离心5分钟，最后对下层沉淀进行干燥即制得白色粉末状的聚合物纤维素纳米晶复合微球。

所述纤维素纳米晶包括从木材、竹、纸浆、棉花、剑麻等天然植物制得的纤维素纳米晶须，其直径为2~20纳米，长度为50~1000纳米，具有较高的长径比，为棒状、针状或长纤状结构的纳米材料。

所述可生物降解和生物相容的聚合物为聚乳酸、聚己内酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

所述低沸点溶剂为二氯甲烷或1，2-二氯乙烷。

本发明方法的优点：

(1)本发明方法从天然植物制得的纤维素纳米晶须，成本低廉，操作简单，易于大规模推广。

(2)本发明方法制得的复合微球能够完全生物降解和生物相容，环境友好，符合当前的发展理念。

附图说明

图1为本发明实施例中制得的剑麻纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液的偏光显微镜照片。

图2为本发明实施例中制得的聚甲基丙烯酸甲酯剑麻纤维素纳米晶复合微球的偏光显微镜照片。

图3为本发明实施例中制得的聚甲基丙烯酸甲酯剑麻纤维素纳米晶复合微球的扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述，但本发明不局限于以下实施例。

实施例:

(1)以质量体积百分比浓度为0.1%的剑麻纤维素纳米晶悬浮液为水相，通过0.1摩尔/升的盐酸溶液调节水相的pH值为2，以聚甲基丙烯酸甲酯溶于二氯甲烷制得质量百分比浓度为1%的溶液为油相，按水相/油相体积比为5:1来混合两相，经超声乳化处理后，即制得剑麻纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液。

(2)将2毫升步骤(1)制得的剑麻纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液装入敞口玻璃瓶，然后置于45℃的水浴中进行溶剂挥发，在整个二氯甲烷挥发过程中需间歇地震荡敞口玻璃瓶以便二氯甲烷从乳滴内部挥发出来，挥发进行7小时，没有气体挥发出来，停止挥发，制得浑浊液。

(3)将步骤(2)制得的浑浊液用水进行离心洗涤3次，离心速率10000转/分钟，每次离心5分钟，最后对下层沉淀进行干燥即制得白色粉末状的聚甲基丙烯酸甲酯剑麻纤维素纳米晶复合微球。

采用偏光显微镜观察可见，剑麻纤维素纳米晶稳定的水包油型Pickering乳液非常稳定，且所得乳滴粒径分布在几微米至几十微米之间；而经溶剂挥发后，所得聚甲基丙烯酸甲酯剑麻纤维素纳米晶复合微球的粒径明显减小，甚至更小的微球无法通过偏光显微镜观察到，而从扫描电子显微镜照片可进一步清晰地看到聚甲基丙烯酸甲酯剑麻纤维素纳米晶复合微球表面所包覆的纤维素纳米晶，且部分复合微球的粒径甚至只有几百纳米。