[发明专利]一种全水相双层多孔凝胶微球及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种全水相双层多孔凝胶微球及其制备方法和应用，该微球的制备方法为：将聚乙二醇和葡聚糖制成双层全水相溶液；分别取上层聚乙二醇相和下层葡聚糖相，将聚乙二醇相和葡聚糖相混合，聚乙二醇相体积大于葡聚糖相体积，乳化，再向其中加入交联剂混匀，得乳液1；分别取上层聚乙二醇相和下层葡聚糖相，将聚乙二醇相和葡聚糖相混合，聚乙二醇相体积小于葡聚糖相体积，乳化，再向其中加入交联剂混匀，得乳液2；将乳液2注射至乳液1的液滴内，然后将液滴置于钙离子接收液中进行交联反应，取出，制得。该全水相双层多孔凝胶微球可有效解决现有的单层多孔凝胶微球存在的无法研究多个组织间相互作用关系，以及无法做到药物多阶段缓释等问题。

技术领域

本发明属于多孔凝胶技术领域，具体涉及一种全水相双层多孔凝胶微球及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，多孔凝胶微球由于能够加快物质交换速率、高度模拟体内环境、操作方便等优点被广泛应用细胞培养载体、类器官构建、组织损伤修复、药物缓释等领域。因此已有许多学者利用不同的方法制作出尺寸可控，球形度好，孔径大小可调控的多孔凝胶微球。

在众多方法中，乳液模板法由于可以简便地调控多孔微球孔径大小，被研究者广泛关注。乳液模板法一般操作是向油包水包油乳液的连续相中加入乳液稳定剂、交联剂、引发剂，紫外交联制得凝胶微球，凝胶微球再将乳液模板排出制得多孔凝胶微球。然而上述方法制备多孔微球的过程中均采用了油相或其他有机物质，其很难直接包封生物活性物质，操作步骤繁琐。近年来出现的全水相乳液模板法具有极大优势。此方法不仅具有生物相容性高，可以直接包封细胞，制作步骤简单等优点，并且制作材料来源广泛价格低廉，降低了制作成本利于大规模生产使用。然而目前利用全水相乳液模板法制做出的多孔凝胶微球仅有单层结构，使得微球的应用前景受到了限制。

在类器官构建、组织修复方面，单层多孔凝胶微球至多只能构建一种组织不能构建多个组织，研究人员无法用其研究组织间的相互作用；在药物缓释方面，单层微球能够包裹的药物种类有限，且无法做到药物的多阶段释放。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种全水相双层多孔凝胶微球及其制备方法和应用，该全水相双层多孔凝胶微球可有效解决现有的单层多孔凝胶微球存在的无法研究多个组织间相互作用关系，无法做到药物多阶段缓释的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全水相双层多孔凝胶微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚乙二醇和葡聚糖混合后向其中加水，制成双层全水相溶液；

(2)分别取上层聚乙二醇相和下层葡聚糖相，将聚乙二醇相和葡聚糖相按照65％-75％：35％-25％的体积比混合，然后乳化，再向其中加入交联剂混匀，得乳液1；

(3)分别取上层聚乙二醇相和下层葡聚糖相，将聚乙二醇相和葡聚糖相按照20％-40％：80％-60％的体积比混合，然后乳化，再向其中加入交联剂混匀，得乳液2；

(4)将乳液2注射至乳液1的液滴内，然后将液滴置于钙离子接收液中进行交联反应，取出，制得。

上述方案中，将聚乙二醇和葡聚糖混合后加水，由于水分子对两个物质的亲和力不同，因此水分会以不同的比例分配到两个物质中去，形成互不相容的两相，进而形成全水相；乳液1中聚乙二醇相的体积占比大于葡聚糖相的体积占比，因此，形成的乳液中葡聚糖相作为分散相，聚乙二醇相作为连续相，葡聚糖颗粒均匀分散于聚乙二醇相中；乳液2中刚好与乳液1相反，其中聚乙二醇相的体积占比小于葡聚糖相的体积占比，因此，形成的乳液中葡聚糖相作为连续相，聚乙二醇相作为分散相，聚乙二醇颗粒均匀分散于葡聚糖相中，由于两种乳液的连续相不同，当乳液2注射进入乳液1中时，两液滴互不相容，形成层次分明的双层液滴结构；