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微/纳米空心微球是一种尺寸在纳米至微米范围内,由一定厚度的壳层材料围成的具有内部空腔的特殊结构,并具有较高的比表面积、较低的密度、良好的稳定性与渗透性等特点。在催化、气敏传感、填料、药物运输及电池材料等方面有着重要应用,是近年来功能复合材料领域研究的热点之一。本文采用基于模板法的层层自组装(LBL)技术,通过静电作用,使表面带负电荷的埃洛石纳米管(HNTs)与带正电荷的壳聚糖(CHI)电解质溶液层层交替吸附到改性的聚苯乙烯微球(PSt)模板上,获得了核壳结构的复合微球,然后采用高温煅烧法除去模板,制备了空心杂化微球(HHMs);为了提高生物相容性,使用多巴胺对HHMs进行改性,获得了多巴胺改性空心微球(DHHMs)。最后以空心微球为载体,考察其对布洛芬的缓释性能。在除去模板制备空心微球的过程中,我们还对溶剂除模板法进行了探索研究,制备了交联空心微球。本课题主要研究内容包括以下四个方面:(1)聚苯乙烯微球(PSt)模板的制备以苯乙烯(St)为单体采用分散聚合法制备粒径均匀单分散的PSt微球,并以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂;同时对影响粒径及粒径分布的的主要因素进行了系统的研究。探索PSt微球最佳制备工艺条件:当引发剂用量0.32%、单体浓度22%、稳定剂用量0.65%、反应温度70℃时,制备了平均粒径为3.5μm且尺寸分布较窄的PSt微球。(2)Layer-by-Layer (LBL)法制备壳核复合微球(PSt@(HNTS/CHI)3)分别以平均粒径2.1μm、3.5μm、18.3μm的PSt微球为模板,首先在50oC98%的浓硫酸中磺化8h,加水稀释,再用NaOH溶液中和。然后在磺化的PSt模板表面覆盖由三层电解质(壳聚糖(CHI)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)/壳聚糖(CHI))构成的膜,使模板表面具有均匀密集的电荷分布,以吸附更多的HNTs。然后通过LBL技术,使HNTs与CHI交替吸附在模板球上,制备出了不同尺寸的壳核复合微球。考察了吸附不同层数的(HNTs/CHI),对制备的壳核复合微球形貌的影响。实验结果表明,随着吸附(HNTs/CHI)层数的增加,微球表面的HNTs分布更致密,当LBL吸附三层时壳层厚度增加300~400nm;同时以尺寸较大的PSt微球为模板,制备的壳核微球具有良好的球形度。(3)空心微球的制备首先,使用煅烧法制备空心微球,将壳核复合微球在250℃煅烧6h,除去PSt模板,制备了粒径在4μm的空心杂化复合微球(HHMs);然后再用4mol/mL多巴胺溶液对其表面进行改性,制备了多巴胺改性的空心微球(DHHMs)。另外,探索了溶剂溶解法制备空心微球,首先使用50%(v/v)戊二醛溶液对壳核复合微球进行改性,然后再加入四氢呋喃,溶解PSt模板,获得结构稳定的交联空心微球。(4)药物缓释性能研究以空心杂化微球(HHMs)及多巴胺改性的空心微球(DHHMs)为药物载体,布洛芬为药物分子,考察其在环己烷中布洛芬的负载性能,以及在PBS缓冲溶液(pH≈7.4)中的缓释性能。结果表明,在10℃、100rpm的条件下,HHMs在布洛芬环己烷溶液中吸附24h达到平衡,负载量210mg/g;在37℃、140rpm的恒温振荡箱中,出现“突释”现象,在0.5h内累积释放50%,在随后的6h内累积释放达到80%;而在超声辅助释放的条件下,9min累积释放达到90%。DHHMs表现出优良的缓释效果,对布洛芬的负载量可达400mg/g,在192h内累积释放达到96.8%,具有很好的缓释效果。综上所述,以埃洛石纳米管为结构单元自组装的核壳复合微球,通过高温煅烧方法,制备了空心微球,并使用多巴胺对其进行改性,随后以空心杂化微球(HHMs)和多巴胺改性空心微球(DHHMs)为载体,考察其对布洛芬的缓释性能。结果表明两种空心微球对布洛芬都有较高的负载量,且DHHMs空心微球有更好的缓释效果。