缓释型丁香精油配方的设计及其蒸汽抑菌研究(4)
1.4 微胶囊研究进展
微胶囊技术是指把分散的固体物质、液滴或气体完全包封在一层致密膜中形成微胶囊的方法。通常致密膜是由天然或合成高分子材料制成。含固体的微胶囊形状一般与固体相同,含液体或气体的微胶囊的形状一般为球形。微胶囊的大小一般在2~200μm范围内,但理论上可制成0.01~10000μm的微胶囊。囊壁的厚度一般在0.5~150μm,0.5μm以下囊壁也可生产[5]。微胶囊技术开始于50年代,美国的NCR公司在1954年首次向市场投放了利用微胶囊制成的第一代无碳复写纸,开创了微胶囊新技术的时代。60年代,由于利用相分离技术将物质包囊于高分子材料中,制成了能定时释放药物的微胶囊,推动了微胶囊技术的发展。近20年,日本对微胶囊技术的大力开发和微胶囊的独特性能,更使微胶囊技术发展迅速。微胶囊技术已应用到医药、农业、计算机、化学品、食品加工、化妆品等工业中,引起世界的广泛关注。尤其是随着微胶囊技术在生物、医学领域的推广应用,微胶囊技术已被广泛的用于动物细胞的大规模培养、细胞和酶的固定化、药物的控制释放、抗癌药物的筛选以及蛋白质等物质的分离方面。微胶囊膜具有改变物质外观及性质,以及延长和控制膜内物质的释放,提高储存稳定性,将不可混溶成分隔离等作用。微胶囊根据其囊材的不同分为不透微胶囊和半透微胶囊。不透微胶囊的囊材相对比较厚,为芯材提供适合的内部环境,并将芯材和外部环境隔离开来,防止其同外部环境的物质发生反应,当需要释放的时候,用加压、加温或辐射等方法破坏囊材。半透微胶囊在使用的时候不需要破坏囊材,芯材或外部环境中的小分子物质能够自由的通过囊材,并快速达到平衡,因而可以达到缓释和控制释放的功能。对于半透微胶囊,微胶囊的表面结构、膜厚度、多孔性和芯材分布等物理性质是决定芯材缓释性能的主要因素[6]。
1.4.1 微胶囊的制备方法
微胶囊的制备方法可分为化学法、物理化学法、物理法。化学法:界面聚合法,原位聚合法,锐孔-凝固浴法物理化学法:水相分离法,油相分离法,干燥浴法,熔化分散法与冷凝法,粉末床法物理法:空气悬浮法,喷雾干燥法,空气蒸发沉积法,静电结合法不同的制备方法制得的微胶囊性能差别很大。研究结果表明[7,8],热凝聚法产生低密度、高渗透性的微胶囊;而非溶剂加入法凝聚产生高密度、低渗透性的微胶囊。每种方法根据所包囊的芯材的不同,所制微胶囊的应用性质不同。尤其值得注意的是,微胶囊粒径的大小与微胶囊的制备方法也有着十分密切的关系。
1.4.2 微胶囊的应用
在食品工业方面,美国目前已有数百种微胶囊化食品添加剂产品,已发展成为专门的技术领域,但在我国该技术的研究则处于起步阶段。在药物释放方面,相继有许多微胶囊问世,并且取得了良好的临床医疗效果。将药物微胶囊化,可以降低药物的毒副作用,增加药物的稳定性和有效利用率,实现药物的靶向释放;同时可以延长释放时间,减少施药次数,达到药物治疗剂量,进行有效控制的目的。如用微胶囊包囊药物,在特定的pH值下,释放活性组分。用聚丙烯酸甲酯包囊抗菌素,以掩盖其道。尤其是在近几年,随着响应外部环境而性能发生变化的智能高分子材料的研究与开发,利用这类智能高分子膜包囊药物,可得到刺激响应性微胶囊。这种微胶囊尤其在药物的控制释放中,得到广泛的应用。如由对苯二甲酰氯和赖氨酸界面缩聚制得的5-磺基水杨酸微胶囊,由于包囊中有氨基和羧基,其间氢键受外部液体的pH值和离子强度影响而使微胶囊的直径及表面电荷响应,则微胶囊中的5-磺基水杨酸渗透性随之改变。Mathiowitz等[9]制备了一种光照引发膜破裂的微胶囊,微胶囊由苯二甲酰氯与二胺通过界面聚合制得,在微胶囊中包含有AIBN及药物,当光照时AIBN分解产生氮气,氮气产生的压力将膜胀破,药物得以释放。Kitano等[6]合成一种光降解的聚合物,当紫外光照射时偶氮键断裂,交联聚合物变为水溶性聚合物,进而降解为小分子,用此材料制得的微胶囊,药物包埋与其中,但紫外光照射的时候,聚合物降解或溶解,药物得以释放。在其他方面,如日用化学品工业,印刷工业,涂料,示温材料,油墨。农业以及其他化工行业中,微胶囊技术也都得到了不同程度的应用与研究。