[发明专利]一种海藻酸钠复合微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于吸附剂和生物载体的海藻酸钠/凹土复合微球的制备方法，将酸化后的凹土分散于饱和氯化钙水溶液中进行离子交换制成钙离子型的凹土，将此钙离子型凹土的悬浮液缓慢滴入一定浓度的海藻酸钠水溶液中，在一定温度下复合并预交联得到复合物浆料，再将此浆料经恒流泵滴入一定浓度的氯化钙水溶液中进行离子交联，得海藻酸钠/凹土复合微球。本发明制备的钙离子型凹土在与海藻酸钠进行复合的同时实现了两种材料的预交联，增强了微球内部的交联密度，再通过常规的离子交联形成复合微球。本发明将材料的复合与微球核的交联进行耦合，改善了微球核与壳交联的均匀性，提高了复合微球的凝胶强度。

技术领域

本发明属于生物载体或吸附材料领域，具体涉及一种海藻酸钠/凹土复合材料的制备方法。

背景技术

海藻酸钠作为具有生物相容性的天然可降解聚合物，由于分子链中含有大量游离的羧基和羟基，能够通过络合和离子交换与金属离子形成稳定的螯合物而具有吸附能力，而其结构中的亲水基团又可使其成为吸水性树脂的基材。同时由于海藻酸钠为阴离子聚合物，遇阳离子如钙离子等会形成凝胶层而阻滞药物释放，从而达到药物缓释的目的，因此也是常用的药物缓释载体材料。但以这类聚合物为基质的吸附材料或药物缓控释载体材料中，由于聚合物所形成的凝胶体系具有相互贯穿的多孔网络结构，因而具有较高的溶胀性能，较低的凝胶（机械）强度，造成吸附剂再生困难和药物的突释，严重制约着这类聚合材料在吸附和药物传输系统中的推广应用，而交联和改性技术是改善其凝胶强度的主要途径之一。

交联法中常采用的离子交联法有三种制备海藻酸钠凝胶的方法，包括直接滴加法、反滴加法和原位释放法，其中第一种是最常用的制备方法，即将海藻酸钠溶液滴入钙离子溶液中，海藻酸钠中的钠离子与水溶液中的钙离子发生交换，使海藻酸钠溶液向凝胶转变。该法制备的凝胶微球虽然因交联密度的提高而增加了微球的凝胶强度，但由于钙离子由外向内渗透，微球的外层交联密度相对较大，内外层交联密度的不均匀性影响微球性能的发挥。

改性技术中的物理共混改性因操作成本低、无化学残留和污染而得以迅速发展，且随着无机材料对有机聚合物性能的提升作用，在天然海藻酸钠聚合物中添加无机黏土可明显增加杂化体系的交联度、机械强度、溶胀性能和抗疲劳度，改善吸附剂或载体的吸附性能和载药性能。凹凸棒石黏土（下简称凹土）是一种层链状结构的水合镁铝硅酸盐矿物，经纯化所得的凹凸棒石（ATP）具有独特的一维纳米棒晶结构和良好的表面活性，其优良的吸附性、离子交换性、溶胀性以及无毒无污染，使其成为海藻酸钠良好的改性材料。经过复合改性的海藻酸钠微球虽然在凝胶强度上有了整体的提高，但采用传统的钙离子交联法制备的微球仍然存在内外层交联密度不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种制备具有较高凝胶强度且交联密度均匀的海藻酸钠/凹土复合微球的方法，通过先将凹土与钙离子进行离子交换，制备钙离子型凹土（Ca²⁺-ATP），再与海藻酸钠进行复合，在复合的同时海藻酸钠与Ca²⁺-ATP进行预交联，以形成具有一定交联强度的微球内核材料，然后再通过传统的离子交联形成微球的交联外壳，通过此法制备的复合微球其内层的核与外层的壳均具有较均匀的交联密度，且凹土的加入同时提高了微球的吸附能力和载药性。

本发明的技术解决方案是：这种用于吸附剂和生物载体的海藻酸钠/凹土复合微球的制备方法由以下步骤组成：

（1）凹土酸改性：将凹土置于浓盐酸中浸泡过夜，去离子水洗至中性，烘干、粉碎得酸化凹土；

（2）Ca²⁺-ATP的制备：将酸化凹土分散于饱和氯化钙水溶液中进行离子交换，过滤，去离子水洗至无Cl^-检出，烘干、粉碎得Ca²⁺-ATP；

（3）分散：将Ca²⁺-ATP分散于水中制成一定浓度的Ca²⁺-ATP悬浮液；

（4）溶胀：将海藻酸钠于一定量水中进行溶胀；