聚硅氧烷环糊精功能复合微球的制备与载药初探 1

phdejia2002 · 发表于 2021-8-18 22:03

聚硅氧烷环糊精功能复合微球的制备与载药初探

浦炳寅1 叶国权2

（1.宁波大学材料科学与化学工程学院，浙江宁波315211；2.上海天原化工厂，上海

200051)

摘要：采用溶胶.凝胶及反向悬浮聚合的方法，用硅烷偶联剂kH550、kH560和羟丙基贝塔环糊精HP-β-CD制备聚硅氧烷环糊精功能复合微球。分析了制备过程中环境因素对聚合反应时间的影响，总结出克服微球制备技术难点的一套独特方法—–S.G-S.B法，并做了包合药物的初步研究及小鼠肿瘤治疗尝试。

关键词：聚硅氧烷环糊精微球溶胶.凝胶悬浮聚合载药

Preparationand drug loading of polysiloxane cyclodextrin functional compositemicrospheres

PUBingyin1,YE Guoquan2

(1.Schoolof Materials Science and Chemical Engineering, Ningbo University,Ningbo 315211China
2.Tianyuan Chemical Plant, Shanghai 200051,China)

Abstract:Silanecoupling agent kH550, kH560 and hydroxypropyl beta cyclodextrin HP-were used in suspension polymerization by sol-gel method. β- CD wasused to prepare polysiloxane cyclodextrin functional compositemicrospheres. The influence of environmental factors on thepolymerization time in the preparation process was analyzed. A uniquemethod to overcome the technical difficulties in the preparation ofmicrospheres was summarized: S.G-S.Bmethod. The preliminary study of inclusion drugs and the treatment oftumor in mice were made.

Keywords:polysiloxane; cyclodextrin; microspheres; sol-gel; suspension;polymerization; drug loading

近年来，随着国民经济的发展，各行业对新型材料的需求不断增大，有机硅聚合物的应用也愈益广泛，从航空尖端技术到生命科学、医药工程，几乎涵盖了所有领域。鉴于这种新型高分子有机材料具有稳定的物理化学性能，有良好的表面活性特别是生物兼容性，且无毒无致敏性，在医药届用于制作载药微球的研究更是方兴未艾。而用环糊精聚合物制备微球也成为热点。本文用硅烷偶联剂（SCA）KH550和KH560及羟丙基贝塔环糊精HP-β-CD作单体合成原料，制备聚硅氧烷环糊精功能复合微球，总结了一套方法和经验，并做了载药及应用初探。

硅烷偶联剂SCA在湿空气中水解缩聚生成硅烷醇，同时，带氨基的KH550和带环氧基团的KH560两者相互反应，有报道表明反应生成物中分离出分子笼形结构的低聚倍半硅氧烷—POSS(见参考文献)。另一方面，SCA与HP-β-CD交联形成胶体溶液分散在乙醇溶液中，然后在分散剂的作用下形成水包油（O/W）乳状液，置于石蜡油相进行反相悬浮聚合反应制得微球。KH550具有自催化作用，无需添加引发剂。整个体系是液/液分散系(L/L)多重乳状液结构:O/W/O。内相中乙醇溶液是连续相，而液体石蜡是外相的连续相。悬浮聚合反应完成即得到聚硅氧烷环糊精复合微球。这是一种集溶胶.凝胶法（S.G法），乳液聚合（分散聚合），反相悬浮聚合的综合方法，实验者称为S.G-S.B法：溶胶.凝胶-悬浮.珠（suspensionbeads）。

微球制备技术最大的难点是如何克服悬浮聚合反应后期(工业上称为危险期)液滴粘结的问题。通常采用降低搅拌速度的办法处理，但多次实验证明用此方法并不能阻止粘结，因微球固化几乎在瞬时之间，反应稍过或不足都会引起凝胶状的微粒大片粘连，因而得不到分散的微球。本案的方法是通过显微镜观察悬浮聚合反应中液滴变化情况精准控制反应时间，及时结束反应。经观察，石蜡油相中的液滴变化有三个阶段：搅拌初始，单体很快分散成珠状液滴O/W，一小时左右液滴会长大，然后回缩。用滴管吸取微量液体置载玻片上放显微镜下观察，用细针拨动，在表面张力作用下两个小液滴相碰会合并成一个圆形。第二阶段随着乙醇的驱出，液珠变粘，表面张力减小，两个小液珠相碰切面会断开但不会收缩成一个圆形而是呈梨形，同时可见多个双联体形状如哑铃。此时需密切观察取样,通常十几分钟后珠体即“老化”，此为第三阶段，微球即将形成。很快凝珠便能在针尖上聚集且界限清楚，两个小珠相碰有明显的分界线并显示有弹性，用细针能拉出像熬糖一样的细丝，此时必须立刻、马上停止搅拌，否则前功尽弃！让凝胶状的珠体在悬浮、静止状态下固化成美丽的微球。（图1）悬浮聚合反应全程约2·5—3h。实验应证了一位美国医学博士对乳液变化研究的比喻：“与其说是科学不如说是艺术“Thepredictim of emulsion behavior is still largely a matter of artrather than science”

（a）100倍（b）250倍

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晓木虫

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