中国粉体网讯 水凝胶微球是指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其他几何体的水凝胶或复合水凝胶,其形貌可以是实心、空心、多孔、洋葱型等。水凝胶微球与宏观水凝胶相比具有许多优点,比如可以提高智能水凝胶的响应速度;可以通过水凝胶微球的组装构筑高级结构及复杂功能的水凝胶;能够制备可注射的药物控释载体及组织工程材料。
1. 水凝胶微球制备方法
乳液聚合法:该方法是将稳定的乳液作为反应体系,在乳液中引入单体、引发剂和表面活性剂,在一定条件下进行聚合反应,生成水凝胶微球。乳液聚合法可以制备出不同尺寸、形状和表面性质的水凝胶微球,是水凝胶微球制备最常用的方法。
种子聚合法:该方法是将小颗粒作为种子,在种子表面引发聚合反应,生成水凝胶微球。种子聚合法可以制备出尺寸均匀、表面性质稳定的水凝胶微球。
溶液聚合法:该方法是将单体、引发剂和表面活性剂直接溶解在溶液中,在一定条件下进行聚合反应,生成水凝胶微球。溶液聚合法可以制备出尺寸较大的水凝胶微球。
喷雾干燥法:该方法是将溶液中的单体、引发剂和表面活性剂喷雾到高温空气中,使水蒸发,留下水凝胶微球。喷雾干燥法可以制备出尺寸均匀、形状规则的水凝胶微球。
微流控法:该方法是利用微流控技术,将单体、引发剂和表面活性剂按一定比例混合,在微流道中进行聚合反应,生成水凝胶微球。微流控法可以制备出尺寸均匀、形状规则、可控性强的水凝胶微球。
3D打印法:该方法是利用3D打印技术,将水凝胶原料按一定比例混合,在3D打印机中进行打印,生成水凝胶微球。3D打印法可以制备出具有复杂形状和结构的水凝胶微球。
图片水凝胶微球制备技术示意图。A喷雾法、B乳液聚合、C相分离、D电喷雾、E微流体技术、F微流控芯片
2. 水凝胶微球的优势
良好的生物相容性:水凝胶微球通常由生物可降解材料制成,具有良好的生物相容性,不会引起免疫反应。
可控性强:水凝胶微球的尺寸、形状、表面性质和组成可以通过制备方法进行调控。
多功能性:水凝胶微球可以作为药物载体、组织工程材料、诊断试剂等。
3. 水凝胶微球的应用领域
1. 药物载体:水凝胶微球可以用于携带和递送药物,提高药物的生物利用度和疗效。
2. 组织工程:水凝胶微球可以作为组织工程支架,促进细胞的增殖、分化和迁移,用于修复和再生组织器官。
3. 诊断试剂:水凝胶微球可以用于免疫诊断、分子诊断等,提高诊断的灵敏度和特异性。
水凝胶微球在软骨修复和再生中的应用示意图
水凝胶微球是一种具有广阔应用前景的新兴材料,随着研究的不断深入,水凝胶微球在生物医学领域的应用将会更加广泛。
参考文献:
Feng Lin, Yihan Li, Wenguo Cui.Injectable hydrogel microspheres in cartilage repair[J].Biomedical Technology 1(2023)18-29.
(中国粉体网编辑整理/青黎)
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