微胶囊及其在生物医学领域的应用.doc

中原工学院2013-2014学年第一学期 应用催化论文 题目：微胶囊及其在生物医学领域的应用 学院： 材料与化工学院 班级： 应用化学 姓名： 学号： 201001534 指导老师： 2013年12月12日 微胶囊及其在生物医学领域的应用 【摘要】: 微胶囊因其优良的免疫隔离性能和控制释放性能有望成为生物工程上游研究成果实用化、产业化的重要工具, 推动组织细胞或重组细胞移植技术、基因治疗和蛋白质、多肤类生化药物尽快走向临床应用, 为保障人类健康和生活质量做出积极贡献. 对微胶囊的制备材料、方法及其结构、性能表征等基础研究和生物医学领域应用研究现状进行了评述, 并对微胶囊的研究作了展望。 【关键词】: 微胶囊 性能表征 免疫隔离 人工细胞 控制释放 微囊化技术是把分散的固体物质颗粒、液滴或气体完全包封在一层膜中形成球状微胶囊的一种技术。20世纪50年代Green在研制多纸复印系统时制备了包含染料的NCR型微胶囊。60年代,微囊化技术开始被广泛应用于制药业和日用化学工业,微囊化药物、燃料、香料、黏合剂等产品的相关研究日益增多。它们基本上属于不透膜微胶囊,膜仅起隔离作用,只有在外部作用破坏掉微胶囊膜后,内含物才被释放出来chang于1957年首次报道了生物活性物质的微囊化研究,将酶、蛋白质和激素等生物活性物质包封在选择性透过膜中,形成球状微胶囊,称之为“生物微胶囊”。通过微胶囊膜的选择透过作用,使囊外大于某一分子量的物质不能扩散进人,而生物环境中的营养成分和囊内生物活性物质或细胞分泌的小分子产物可以自由出人微胶囊, 从而达到免疫隔离目的。 60年代中期,Chang又指出了生物微胶囊在临床及其他生物学应用上的可行性。80年代初,Lim等人将微囊化技术与组织细胞移植相结合,制备了具有良好生物相容性的海藻酸钠/聚赖氨酸(APA)微胶囊作为免疫隔离工具,包埋猪胰岛细胞形成“人工细胞”,并移植人糖尿病大鼠体内,结果表明该“人工细胞”成功地调节了血糖水平,代行了大鼠胰腺功能,因而被称为“人工胰腺”。这一研究成果较好地解决了组织细胞移植过程的免疫排斥问题,避免或减少了昂贵的免疫抑制剂的使用,为组织细胞移植治疗神经/内分泌系统疾病提供了新思路。90 年代以来,医学界开始尝试以微胶囊作为基因重组细胞的免疫隔离和运载工具,利用重组细胞的代谢产物调节机体生理功能,治疗相关疾病。目前,微胶囊的应用研究还涉及药物控制释放、动植物细胞培养、细胞和酶的固定化以及生化物质分离等领域,已经成为材料、化学、化工、生物和医学等多学科领域工作者的研究热点,具有广阔的应用前景。 微胶囊的制备首要考虑的便是材料的选择。材料是决定微胶囊性能的关键因素之一。一般要求其成膜性能好,与包封物不发生反应,而且应具有一定的机械强度、稳定性；对于生物环境中应用的微胶囊,材料还要具备很好的生物相容性；有些情况下(如药物控释)则需要具有生物可降解性。天然材料一般无毒、免疫原性低、生物相容性好、可降解且产物无毒副作用,是最常用的微胶囊制备材料, 其中海藻酸盐、壳聚糖等天然多糖资源丰富、制备简单、价格便宜,极具开发潜力。合成材料一般化学稳定性和成膜性好,应用研究较多的主要是乳酸/乙醇酸共聚物,它是目前惟一获准可用于人体的一类合成控(缓)释制剂材料。将天然材料与合成高分子混合作为微胶囊材料,既利用合成材料弥补天然材料强度上的不足,又利用天然材料弥补合成材料生物相容性较差的缺点, 典型代表是海藻酸钠/聚赖氨酸微胶囊,在动物实验中使用这种微胶囊包埋不同细胞形成的“人工细胞”取得了良好的治疗效果。 微胶囊膜结构及表面性质的表征对了解微胶囊膜渗透性具有重要作用。利用传统的光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)可以观测微胶囊形态、大小、膜厚、表面及断面显微结构。 近年来,出现借助现代仪器分析方法开展微胶囊膜结构及表面性质的研究报道。Levy等人利用变换红外光谱(FTIR)分别考察了人血清白蛋白与对苯二酞氯表面交联制备微胶囊过程中pH( 5.9-11)、交联反应时间(2-60 min)对表面配基、醋基、梭基等功能团吸收峰的影响。pH 升高导致配基和醋基峰增强而梭基峰减弱,且在pH =9时得到表面