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生物微球和微囊:设计、制备和应用

报告人:马光辉研究员杰青、中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室主任、中国颗粒学会副理事长

间:20175月2日(星期二)   下午2:30-4:00

点:卢嘉锡楼202会议室


        讲座摘要:微球微囊在生化工程和医药工程中具有重要的应用,例如酶固定化载体、蛋白质分离纯化介质、药物缓控释制剂等。目前微球和微囊大多采用机械搅拌-筛分法生产。其基本过程是在机械搅拌釜中通过搅拌分散制成水包油(或油包水)的乳液,然后用物理或化学方法将乳液滴进行固化形成微球或微囊。由于搅拌分散不能制备尺寸均一的乳液,固化后得到的微球或微囊粒径不均一,必须进行多次筛分才能获得所需粒径的产品,导致原料和能源的浪费。此外,筛分常常需要大量溶剂,造成环境污染

本研究采用微孔膜为介质,取代搅拌釜进行乳液的分散制备,分散相溶液在压力作用下通过一种孔径均一的微孔膜,以液滴的形式分散在与之不相溶的另一相溶液之中,形成含有均一液滴的乳液。本研究通过大量理论和实验研究发现,当分散相与膜的界面张力、过膜压力以及连续相的曳力达到平衡时,液滴自动从膜表面脱落,通过控制分散相与膜之间的界面张力和液滴形成速度,可获得尺寸均一的液滴,从而克服了传统机械搅拌法制备的液滴不均一的关键问题。采用不同孔径的微孔膜,就能制备不同尺寸的均一乳液,在均一乳液的基础上经过物理或化学方法固化就得到均一的微球或微囊。我们首先利用油性单体在成功制备均一O/W型乳液的基础上,采用聚合的方法成功制备出了尺寸均一的各种疏水性聚合物微球。接着,我们将该方法成功拓展到W/O型乳液、W/O/W型乳液及O/W/O型乳液,成功制备出了包埋药物的壳聚糖微球、聚乳酸微囊及壳聚糖微囊等。利用均一多孔聚苯乙烯微球作为色谱柱分离材料,分离纯化天然产物,发现粒径均一性大幅度提高了有效成分和结构类似物杂质的分离度,从而提高了产物的回收率和纯度。同样,利用均一的琼脂糖微球作为蛋白质层析分离纯化介质,获得了高的分离分辨率。利用均一聚乳酸微囊制备了长效蛋白质药物注射制剂,均一粒径保证了批量重复性和释药重复性;均一壳聚糖微球用于包埋蛋白质多肽药物,可系统研究粒径、形貌对口服给药效果的影响,发现合适的粒径和微囊可大幅度提高口服给药效果。

还将介绍均一微球作为抗疫苗分离介质、疫苗递送系统(疫苗佐剂)、抗癌药递送系统的研究成果。


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