共挤出流体法制备功能化胶囊膜的研究进展

发布时间：2021-03-10 04:33

　　胶囊膜作为一种封装系统,由于具有独特的内部空腔结构,能够对活性物质进行封装保护而广泛应用于物质封装和药物控制释放等领域。其中,以海藻酸钙（Ca-Alg）作为壁材构建的胶囊膜具有优异的生物相容性和可降解性。共挤出流体法由于具有制备过程简单、条件温和、胶囊粒径均一以及结构和功能可控等特点,为Ca-Alg胶囊膜的制备提供了一种有效的新手段。主要综述了近年来基于共挤出流体法构建Ca-Alg胶囊膜及其功能化的研究进展,重点介绍了基于共挤出流体法构建单腔室和多腔室胶囊膜、胶囊膜的跨膜传质影响因素,以及利用胶囊膜包埋细胞构建研究肿瘤变化机制的模型和利用功能性材料实现胶囊膜的功能化改性及其应用等方面的研究进展。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(10)北大核心

【文章页数】：14 页

【部分图文】：

基于p H响应特性保护和释放乳酸菌的肠靶向CAP胶囊膜载体的制备过程和概念设计示意图(a)[4]；对海藻酸/精蛋白复合层进行仿生硅化后的胶囊膜用于酶固定化示意图(b)[6]；接枝具有p H响应特性的聚合物刷的海藻酸钙胶囊膜用于酶固定化(c)[74]

在胶囊膜的内核或壳层中加入磁性颗粒，可以对胶囊膜进行磁响应功能化。He等[60]通过将两套共挤出毛细管装置进行组装，在共挤出装置出口端同时形成两个水包水液滴，并在液滴下落过程中利用探针触发两个液滴的融合，从而制备了具有Janus囊壁结构的双腔室胶囊。将磁性纳米颗粒加入到双腔室胶囊的其中一个液核腔室中，并将该双腔室胶囊放置于含有水的容器中，利用外加旋转磁场来对其进行远程操控，可以研究胶囊的磁响应性能。研究发现，如图9(a)所示，在旋转磁场的作用下，胶囊可进行相应的转动；并且，如图9(b)所示，在平行移动的磁场中，胶囊也可以迅速对磁场做出响应，并向该方向移动，表明一腔室内含有磁性纳米颗粒的双腔室胶囊具有优良的磁响应特性，可灵活进行转动及平行移动。此外，由于胶囊的磁响应特性主要取决于载入的磁性纳米颗粒的含量，因此可通过增加磁颗粒的含量来进一步提高磁响应性。这种具有磁响应性的双腔室胶囊用作不同包封物协同释放的载体时，通过外加磁场的操控可很容易地实现包封物的靶向运输及循环回收再利用。4 结论

利用共挤出毛细管装置制备单腔室胶囊膜，其实际操作方法是在控制内外相流速比的条件下，将内核液体及海藻酸钠溶液分别通入如图1所示的由玻璃毛细管组装的简易共挤出装置的内外管中，在界面张力和重力的作用下，外相流体剪切内相流体从而在管口处形成稳定的双重液滴。该液滴在重力作用下滴入钙离子（Ca2+）溶液中，海藻酸钠中的钠离子迅速与Ca2+发生离子交换，从而导致外层通过交联反应发生溶胶-凝胶转换，形成具有核壳型结构的胶囊膜，其外层是具有微米级厚度的Ca-Alg凝胶膜，内核可以是水溶性或油溶性的液体[22,24-25]。通过调控内外相流体的流率，可灵活调节胶囊膜的外径与芯核的比例。从双重液滴形成到外层溶液发生交联的过程中，为了成功制备出封装完整的Ca-Alg胶囊膜，需要解决的关键问题是如何维持两种流体的流动稳定性并且防止它们之间发生混合。研究表明，通过调节内外相流体的界面张力[向外相流体中加入表面活性剂，如十二烷基硫酸钠（SDS）]以及两相流体的黏度等可以实现Ca-Alg胶囊膜的成功制备[22]。通过对胶囊膜进行有机/无机杂化处理，可以提高囊膜的稳定性[7]。利用共挤出毛细管装置可以将相变石蜡Rbubitherm?R27封装于Ca-Alg胶囊膜内，构建具有良好球形度和单分散性以及致密囊壁结构的相变材料胶囊，该胶囊具有良好的调温性、稳定性及重复使用性能[24]。另外，将共挤出毛细管装置组装可以构建含有多核的Ca-Alg胶囊膜用于疏水性药物的控制释放[26]。1.1.2 电-共挤出制备胶囊膜


本文编号：3074057