聚乙烯醇微球的制備與表征

位濤 賈紅瑞 吳立宏 張益統(tǒng)

（西北民族大學化工學院 甘肅蘭州 730124）

聚乙烯醇（PVA）是一種水溶性高分子材料。廣泛用于制備止血纖維、人工皮膚、代血漿等，也可以作為藥物緩釋載體材料制備靶向微球。動物實驗表明，其完全無害，且有良好的生物相容性，能夠在體內(nèi)緩慢降解。因此廣泛用于藥物載體 。隨著藥物制劑朝著高效、低劑量的方向發(fā)展，使得具有良好緩釋、控釋作用的藥物載體材料的開發(fā)很有意義，其中對聚乙烯醇微球的開發(fā)稱為該領域的熱點 。

在醫(yī)藥應用方面，粒徑小于10微米的聚乙烯醇微球進入體內(nèi)釋放藥物，達到治療和免疫的目的，如促進紅細胞生成素、干擾素、霍亂毒素B亞單位制成的PVA微球均能經(jīng)口服吸收，因此聚乙烯醇微球控釋系統(tǒng)是理想的載藥系統(tǒng)。通過分散聚合，可制備尺寸在1-10μm級聚乙烯醇微球，還可以根據(jù)應用領域的不同要求，進一步化學轉(zhuǎn)化為多種類型的功能化微球。這一尺寸的微球適用于制備藥物緩釋載體。

一、實驗部分

1.主要儀器與試劑

乙酸乙烯酯（Vac，AR）, 上海山浦化工有限公司; 丙三醇(Glycerol，AR)，煙臺市雙雙化工有限公司;偶氮二異丁腈（AIBN，CP），天津市凱信化學工業(yè)有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVP，K30，進口分裝），上海中秦化學試劑有限公司。

ZEISS EVO18掃描電子顯微鏡（690×、德國卡爾蔡司公司）；Satllite 5000型傅里葉變換紅外光譜儀（美國熱電公司）；XSP-1C光學顯微鏡（目鏡16×，物鏡40×，上海上光新光學）。

2.聚乙烯醇微球的制備

按Vac 10g、PVP 0.6g、AIBN 0.3g、丙三醇16g、去離子水19g的量投入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管的三口燒餅中，升溫至65℃，反應4h后結束實驗，產(chǎn)物標記為1。再取部分聚乙酸乙烯酯微球在45℃，0.5mol/L的NaOH溶液中皂化反應8h，離心洗凈分離，產(chǎn)物標記為2。制備過程如圖1所示。

圖1 分散聚合制備PVA微球

3.測試與表征

通過FT-IR檢驗微球表面基團；測試紅外用KBr壓片法制樣。用光學顯微鏡、SEM觀察微球表面的形貌和粒徑；

二、結果與討論

1.微球粒徑的影響因素

分散聚合制備聚乙烯醇微球時，通過研究發(fā)現(xiàn)體系中分散劑、引發(fā)劑、單體濃度、醇水比等因素對PVA微球的粒徑均有影響。如表1所示。分散劑的用量增加，導致微球的粒徑減小。引發(fā)劑用量的增加會產(chǎn)生更多的自由基，導致微球粒徑增加。增加單體濃度使得生成的微球粒徑變大。增大醇水比，由于體系的粘度增大，微球粒徑減小。另外攪拌速度的增大，微球粒徑會減小?？梢姡ㄟ^控制實驗投料配比和實驗條件能有效的控制聚合物微球粒徑。

表 1 投料配比對粒徑的影響

2.紅外譜圖分析

通過比較圖2中PVAc微球在醇解或者皂化反應前后的FTIR譜，可以發(fā)現(xiàn)：譜圖中出現(xiàn)明顯變化的峰位出現(xiàn)在3398cm-1、1622 cm-1、1353 cm-1處。反應后，譜線2在3398 cm-1處出現(xiàn)較強的吸收峰，歸屬于PVA羥基OH伸縮振動吸收峰，反應前后，譜線1和譜線2在1622 cm-1處分別強吸收和相對減弱的吸收峰，這2個吸收峰歸屬于PVAc酯基的C=O伸縮振動吸收峰，由于皂化反應使PVAc中的酯基減少，故表現(xiàn)在譜線上為吸收減弱，同理，譜線2和譜線2在1353 cm-1處酯的C-O-C反對稱伸縮振動吸收峰也明顯減弱。通過分析可知，在堿性條件下，PVAc中的酯基成功水解成羥基。

圖2 PVAc微球皂化反應前后的FTIR譜

3.光學顯微鏡和掃描電鏡分析

圖 3 PVA微球掃描電子顯微鏡圖（a、b）、PVA微球的光學顯微鏡圖（c、d）

聚乙烯醇微球的光學顯微鏡照片和掃描電子顯微鏡照片如圖3所示。由圖3（a）可知，通過分散聚合得到的聚乙烯醇微球的粒徑分布較窄。圖3（b）是在最優(yōu)條件下得到的聚乙烯醇微球，從圖中可見微球形貌均勻，表面光滑，球和球之間未發(fā)生粘連，粒徑在4μm左右。圖3（c）和圖3（d）中可見，通過控制投料配比和反應條件，可以控制微球粒徑。所以，采用分散聚合法，制備出的聚乙烯醇微球單分散性好，球形均一，皂化反應后微球結構保持良好。

四、結論

1.通過分散聚合，經(jīng)過皂化水解，可以制備出表面含羥基的單分散性聚乙烯醇微球，微球粒徑在1-10μm之間，通過控制投料配比和實驗條件等因素可實現(xiàn)微球的可控合成。

2.通過皂化反應，使得微球表面帶有羥基和酯基，這種兩性微球在應用方面更為廣泛。

3.通過FTIR、SEM測試表明，合成出的聚乙烯醇微球表面光滑并且是實心結構，粒徑在4μm左右。

4.制備出的聚乙烯醇微球可用于藥物緩釋載體。

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