一种利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法

摘要

本发明涉及一种聚乳酸微球及其制备方法，具体涉及一种利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，利用串珠状的聚乳酸纳米纤维在碱性溶液中的水解得到聚乳酸微球。本发明给出了制备聚乳酸微球的新型方法，借助静电纺丝技术将聚乳酸溶液制备成串珠状的纳米纤维，再通过其在碱性溶液的水解作用得到直径均一、分散性好的聚乳酸微球。本发明为制备聚乳酸微球提供了一种新的选择，并具有工艺简单、成本低、效率高，易于操作的特点。

权利要求

1.一种利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，其特征在于，利用串珠状的聚乳酸纳米纤维在碱性溶液中的水解得到聚乳酸微球，具体包括有以下步骤：(1)将聚乳酸溶解到混合有机溶剂中，在30～50℃温度下恒温搅拌2～4h，得到聚乳酸溶液；

(2)利用静电纺丝技术将聚乳酸溶液制备成串珠状聚乳酸纤维膜；

(3)将得到的串珠状聚乳酸纤维膜浸泡在碱性溶液中5～60min，得到直径均一、分散性好的聚乳酸微球。

2.根据权利要求1所述的利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚乳酸在混合有机溶剂中的质量分数为5～30％。

3.根据权利要求1所述的利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，其特征在于：所述步骤(1)中混合有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、甲苯和N,N二甲基甲酰胺中的任意两种且二者质量比为1:10～10:1。

4.根据权利要求1所述的利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，其特征在于：所述步骤(2)中静电纺丝的电压为15～25KV，接收距离为10～25cm，推进速率为0.8～

1.5mL/h。

5.根据权利要求1所述的利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，其特征在于：所述步骤(2)中碱性溶液包括但不限于氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氨水中的任意一种，且其浓度为0.5～5M。

6.根据权利要求1所述的利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，其特征在于：所得聚乳酸微球直径为0.2～5μm。

说明书

一种利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚乳酸微球及其制备方法，具体涉及一种利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法。技术背景

[0002] 聚乳酸(PLA)是一种优良的环境友好高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，且降解产物不会在重要器官聚集，聚乳酸还具有良好的物理机械性能和易加工成型性，因此在多个领域有重要的应用价值，尤其是作为组织工程材料和药物传递与控释的载体。在生物医用材料领域，利用各种加工技术，聚乳酸能够被制备成各种结构。微球以其结构的特殊性、性能多变性、应用的广泛性而在生物医药材料领域有着十分重要的地位。

[0003] 当前人们主要采用化学和物理两种方法制备高分子微球。化学方法是以单体为原料，通过乳液聚合、悬浮聚合、沉淀聚合、分散聚合以及种子聚合等多种聚合方式得到微球结构，但由于许多生物可降解高分子如聚乳酸、聚己内酯等材料合成过程较为特殊，无法实现边聚合边成球。因此，通常采用物理方法来制备此类高分子微球。常用物理方法有：乳化-固化法、胶束成球法、复凝聚法、喷雾干燥法以及层层自组装等方法。当前聚乳酸微球的制备技术步骤大都比较复杂，如乳化-固化法需要先制成乳液，然后通过适当方法使液滴固化成微球，然后过滤、洗涤及干燥后得到微球材料，其中的设备需求繁多，影响因素众多、质量较难控制，且后处理麻烦。近年来出现一些新型聚乳酸微球制备方法，如彭凯等人先利用高沸点溶剂溶解聚乳酸和诱导剂后，再用沉淀剂进行固液分离，干燥得到聚乳酸微球(公开号CN 103172876 A)。但在上述报道中采用了诱导剂和沉淀剂，后处理需要过滤洗涤，制备工艺有进一步优化的空间。目前尚未有利用静电纺丝纳米纤维的水解制备微球的报道。

[0004] 静电纺丝技术是通过使带有电荷的高分子熔体或者溶液在高压静电场中喷射、拉伸、劈裂、固化或者溶剂挥发，最终形成纤维状物质的过程。通常应用中，可借助调节静电纺丝的工艺参数来制备特定结构且尺寸均一的纳米纤维。实际上，选择特定的静电纺丝参数如聚合物质量分数、湿度、温度、推进速率等，还可到串珠状和绸带状的纳米纤维。此前王士斌等人已有采用类似于静电纺丝的技术—静电喷雾来制备聚乳酸多孔微球的报道(公开号CN 102941043 A)。但通过该静电喷雾方法制备聚乳酸微球操作程序较繁琐，且所得微球的尺寸分布较宽。本发明利用静电纺丝技术制备串珠状聚乳酸纳米纤维，然后将其在碱性溶液水解来获得聚乳酸微球。该聚乳酸微球的制备方法操作简单，控制变量少，重复性好，所得的微球直径均一、分散性好。

发明内容

[0005] 本发明的目的是制备一种新型的聚乳酸微球，从而提供一种简单方便、设备成本较低、所得聚乳酸微球直径均一、分散性好的制备方法。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用串珠状纳米纤维的水解制备聚乳酸微球的方法，其特征在于，利用串珠状的聚乳酸纳米纤维在碱性溶液中的水解得到聚乳酸微球。

[0007] 按上述方案，其制备方法包括有以下步骤：

[0008] (1)将聚乳酸溶解到混合有机溶剂中，在30～50℃温度下恒温搅拌2～4h，得到聚乳酸溶液；

[0009] (2)利用静电纺丝技术将聚乳酸溶液制备成串珠状聚乳酸纤维膜；

[0010] (3)将得到的串珠状聚乳酸纤维膜浸泡在碱性溶液中5～60min，得到直径均一、分散性好的聚乳酸微球。

[0011] 按上述方案，所述步骤(1)中聚乳酸在混合有机溶剂中的质量分数为5～30％。

[0012] 按上述方案，所述步骤(1)中混合有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、甲苯和N,N二甲基甲酰胺中的任意两种且二者质量比为1:10～10:1。

[0013] 按上述方案，所述步骤(2)中静电纺丝的电压为15～25KV，接收距离为10～25cm，推进速率为0.8～1.5mL/h。

[0014] 按上述方案，所述步骤(2)中碱性溶液包括但不限于氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氨水中的任意一种，且其浓度为0.5～5M。

[0015] 按上述方案，所得聚乳酸微球直径为0.2～5μm。

[0016] 本发明给出了制备聚乳酸微球的新型方法，借助静电纺丝技术将聚乳酸溶液制备成串珠状的纳米纤维，再通过其在碱性溶液的水解作用得到直径均一、分散性好的聚乳酸微球。本发明为制备聚乳酸微球提供了一种新的选择，并具有工艺简单、成本低、效率高，易于操作的特点。

附图说明

[0017] 图1为实施例1所得到的串珠状的聚乳酸纳米纤维的扫描电镜图；

[0018] 图2为实施例2所得到的串珠状的聚乳酸纳米纤维的扫描电镜图；

[0019] 图3为实施例3所得到的串珠状的聚乳酸纳米纤维的扫描电镜图；

[0020] 图4为实施例2所得到的串珠状的聚乳酸纳米纤维经过0(a)、10(b)、20(b)、30(c)、40(d)、50(e)min水解后所得的聚乳酸微球扫描电镜图；

[0021] 图5为实施例2所得到串珠状的聚乳酸纳米纤维的经不同时间水解后所得的聚乳酸微球直径统计图。具体实施方案

[0022] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，其目的是更好的理解本发明的内容，所举实施例并不限制本发明的保护范围。

[0023] 实施例1

[0024] (1)聚乳酸溶液的配制：将0.75g聚乳酸加入到含有三氯甲烷4.8g和N,N二甲基甲酰胺1.8g的混合溶剂中，在20℃下磁力搅拌4h，使聚乳酸完全溶解；

[0025] (2)静电纺丝制备串珠状纳米纤维：将步骤(1)中的聚乳酸溶液置于10mL的注射器中，通过微量注射泵控制推进速度为1mL/h，静电纺丝电压为20KV，注射器针头离接收板的距离为15cm，静电纺丝结束后得到串珠状聚乳酸纤维膜，用扫描电镜观察纤维形貌(如图1所示)，纤维直径较粗，呈串珠结构，串珠平均直径为4.9μm。

[0026] (3)串珠状聚乳酸纤维膜的水解制备聚乳酸微球：将步骤(2)中得到的串珠状聚乳酸纤维膜分作5份先浸泡在0.5M的氢氧化钠溶液中，再分别于5，15，25，35，45min后取出干燥后用扫描电镜观察聚乳酸微球的形貌，并统计其微球直径大小可知：随着时间的推移，微球平均直径从4.9μm逐渐减小到1.5μm。

[0027] 实施例2

[0028] (1)聚乳酸溶液的配制：将0.5g聚乳酸加入到含有三氯甲烷3.0g和N,N二甲基甲酰胺1.5g的混合溶剂中，在40℃下磁力搅拌3h，使聚乳酸完全溶解；

[0029] (2)静电纺丝制备串珠状纳米纤维：将步骤(1)中的聚乳酸溶液置于10mL的注射器中，通过微量注射泵控制推进速度为0.8mL/h，静电纺丝电压为25KV，注射器针头离接收板的距离为10cm，静电纺丝结束后得到串珠状聚乳酸纤维膜，用扫描电镜观察纤维形貌(如图2所示)，纤维直径较细，呈串珠结构，串珠平均直径为4.3μm。

[0030] (3)串珠状聚乳酸纤维膜的水解制备聚乳酸微球：将步骤(2)中得到的串珠状聚乳酸纤维膜分作5份先浸泡在1.0M的氢氧化钾溶液中，再分别于10，20，30，40，50min后取出干燥后用扫描电镜观察聚乳酸微球的形貌(如图4所示)，并统计其微球直径大小可知：随着时间的推移，微球平均直径从4.3μm逐渐减小到0.9μm(如图5所示)。

[0031] 实施例3

[0032] (1)聚乳酸溶液的配制：将0.6g聚乳酸加入到含有三氯甲烷3g和N,N二甲基甲酰胺3g的混合溶剂中，在40℃下磁力搅拌2h，使聚乳酸完全溶解；

[0033] (2)静电纺丝制备串珠状纳米纤维：将步骤(1)中的聚乳酸溶液置于10mL的注射器中，通过微量注射泵控制推进速度为1.2mL/h，静电纺丝电压为25KV，注射器针头离接收板的距离为20cm，静电纺丝结束后得到串珠状聚乳酸纤维膜，用扫描电镜观察纤维形貌(如图3所示)，纤维几近消失，串珠相互连接，串珠平均直径为3.2μm。

[0034] (3)串珠状聚乳酸纤维膜的水解制备聚乳酸微球：将步骤(2)中得到的串珠状聚乳酸纤维膜分作5份先浸泡在1.5M的氢氧化钠溶液中，再分别于5，15，25，35，45min后取出干燥后用扫描电镜观察聚乳酸微球的形貌，并统计其微球直径大小可知：随着时间的推移，微球平均直径从3.2μm逐渐减小到0.4μm。