專利名稱：殼聚糖多孔支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多孔材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種殼聚糖多孔支架，尤其涉及一種殼聚糖多孔支架的制備方法。
背景技術(shù)：
天然高分子材料是人類最早使用的醫(yī)用材料，具有良好的生物相容性，幾乎都可降解且降解產(chǎn)物無毒。組織工程支架材料中，典型的天然高分子材料有膠原蛋白、殼聚糖以及明膠、海藻酸鈉等。殼聚糖(chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)(chitin)經(jīng)過脫乙酰作用得到的，這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關(guān)注，近年來在細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞產(chǎn)物研究領(lǐng)域，殼聚糖支架材料的研究非常廣泛。然而，其制備方法往往僅限于常用的冷凍干燥法。傳統(tǒng)的冷凍干燥法制備出的殼聚糖支架在可塑性能、微觀結(jié)構(gòu)及孔與孔之間的連通性均難以滿足細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞產(chǎn)物研究領(lǐng)域的要求。因此本領(lǐng)域迫切需要提供一種微觀結(jié)構(gòu)均勻、易成型、孔與孔之間連通性較好的多孔殼聚糖支架材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種殼聚糖多孔支架的制備方法，可克服冷凍干燥制備組織工程多孔支架時孔與孔之間連通性差的缺陷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種殼聚糖多孔支架的制備方法，所述方法包括如下步驟將含有醋酸銨的殼聚糖溶液進(jìn)行緩慢凍干，使醋酸銨以晶體的形式析出，并均勻分布在凍干后的殼聚糖支架中；高溫使醋酸銨分解產(chǎn)生氨氣來制孔，最終的得到一種殼聚糖多孔支架。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法具體包括如下步驟步驟SI :溶液的配制步驟；配制溶有設(shè)定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液先量取設(shè)定醋酸加入容量瓶中定容，制得醋酸溶液；稱取設(shè)定的醋酸銨加入上述醋酸溶液中，再稱取設(shè)定的殼聚糖，加入溶有醋酸按的醋Ife溶液中；配制體積比為1%的戊二醛溶液量取設(shè)定的純戊二醛并加蒸餾水定容，以設(shè)定溫度保存?zhèn)溆?；步驟S2 :冷凍干燥步驟；稱取設(shè)定步驟SI中所得的戊二醛溶液，并加入步驟SI中的溶有設(shè)定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌設(shè)定時間后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜；然后將攪拌后的溶液到入模具中進(jìn)行凍干；凍干過程控制預(yù)凍溫度為tl，預(yù)凍設(shè)定時間；一次干燥的隔板溫度為t2，一次干燥時間大于Ih ;其中，tl<t2< -IO0C ；步驟S3 :高溫干燥步驟；將步驟S2中冷凍干燥后支架放入烘箱中干燥，即可得到多孔的殼聚糖支架。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，殼聚糖脫乙酰度為80-91%。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法具體包括如下步驟步驟SI :溶液的配制步驟；配制溶有設(shè)定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得體積比為I %的醋酸溶液；稱取O. 15g的醋酸銨加入上述醋酸溶液中，再稱取3g 殼聚糖，加入溶有醋酸銨的醋酸溶液中；所用的殼聚糖脫乙酰度為80-91% ；配制體積比為I %的戊二醛溶液量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C 保存?zhèn)溆?；步驟S2 :冷凍干燥步驟；稱取O. 2ml步驟SI中所得的戊二醛溶液，并加入步驟SI中的溶有一定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌15min后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜；然后將攪拌后的溶液到入模具中進(jìn)行凍干；凍干過程控制預(yù)凍溫度為_80°C，預(yù)凍時間為30min 次干燥的隔板溫度為_25°C，時間為18h ；步驟S3 :高溫干燥步驟；將步驟S2中冷凍干燥后支架放入95°C的烘箱中干燥40min，即可得到多孔的殼聚糖支架。通過上述方法所得的殼聚糖多孔支架的孔徑為30_60μπι，孔隙率為90%，且孔與孔之間的連通性好。上述的多孔的殼聚糖支架的制備過程中可以通過調(diào)整醋酸銨的濃度和殼聚糖溶液的濃度，從而調(diào)整所得的多孔的殼聚糖支架的孔隙率、孔隙結(jié)構(gòu)和支架的連通性；醋酸銨的濃度會影響其分解時產(chǎn)生氣體的量，一般醋酸銨的濃度越高，產(chǎn)生的氨氣越多，孔隙率就越高，但是過多的氣體含量，會造成支架的機(jī)械強(qiáng)度降低，因而本發(fā)明中O. 15g 醋酸鈉的含量為最佳。在進(jìn)行凍干時是以水做致孔劑的，因而殼聚糖溶液的濃度會影響支架中水的相對含量，一般是水的相對含量越高，制得的孔就越多，但水的相對含量越高，則殼聚糖的相對含量就越低，這會使支架的機(jī)械強(qiáng)度降低，因而本發(fā)明以3g殼聚糖的含量最佳。上述制備方法制得的殼聚糖多孔支架可用于細(xì)胞培養(yǎng)或細(xì)胞產(chǎn)物的研究。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的殼聚糖多孔支架的制備方法，在冷凍干燥的基礎(chǔ)上，再選用酸性致孔劑醋酸銨，使其溶解在殼聚糖酸溶液中，形成均相溶液，進(jìn)行緩慢凍干，同時由冰晶升華來制孔，再將凍干后的支架放入95°C的烘箱中干燥，使醋酸銨分解產(chǎn)生氣體，氣體在逸出時可以沖破支架形成通道及孔，不但可以提供支架的孔隙率，還可以增強(qiáng)支架中孔與孔之間的連通性。利用本發(fā)明方法所得的支架孔隙率高，孔與孔之間的聯(lián)通性好，并可用于細(xì)胞培養(yǎng)或細(xì)胞產(chǎn)物的研究。本發(fā)明方法操作簡單，工藝簡捷，實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)率高。


圖I為本發(fā)明方法的流程圖。
圖2為本發(fā)明殼聚糖多孔支架的掃描電鏡圖片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一本發(fā)明揭示了一種殼聚糖多孔支架的制備方法，所述方法包括如下步驟將含有醋酸銨的殼聚糖溶液進(jìn)行緩慢凍干，使醋酸銨以晶體的形式析出，并均勻分布在凍干后的殼聚糖支架中；高溫使醋酸銨分解產(chǎn)生氨氣來制孔，最終的得到一種殼聚糖多孔支架。請參閱圖1，本發(fā)明方法具體包括如下步驟(I)溶液的配制配制溶有O. 15g醋酸銨的殼聚糖酸溶液先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得I % (V/V，體積比)醋酸溶液； 稱取O. 15g的醋酸銨加入1% (V/V)醋酸溶液中，再稱取3g殼聚糖，加入溶有醋酸銨的1% (V/V)醋酸溶液中即可。本發(fā)明中醋酸銨的濃度會影響其分解時產(chǎn)生氣體的量，一般醋酸銨的濃度越高， 產(chǎn)生的氨氣越多，孔隙率就越高，但是過多的氣體含量，會造成支架的機(jī)械強(qiáng)度降低，因而本發(fā)明中O. 15g醋酸鈉的含量為最佳。在進(jìn)行凍干時是以水做致孔劑的，因而殼聚糖溶液的濃度會影響支架中水的相對含量，一般是水的相對含量越高，制得的孔就越多，但水的相對含量越高，則殼聚糖的相對含量就越低，這會使支架的機(jī)械強(qiáng)度降低，因而本發(fā)明以3g 殼聚糖的含量最佳。當(dāng)然，稱取的醋酸銨與殼聚糖的質(zhì)量比可以為其他數(shù)值，如在I : 10 至I : 50之間(I 20為最佳)。1% (v/v)戊二醛溶液的配制量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆谩?2)、冷凍干燥稱取(X2ml步驟(I)中所得的I % (v/v)戊二醛溶液，并加入步驟(I)中的溶有 O. 15g醋酸銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌15min后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜；然后將攪拌后的溶液倒入模具中進(jìn)行冷凍干燥；具體參數(shù)設(shè)定為預(yù)凍溫度為-80°C，預(yù)凍時間為30min ;—次干燥的隔板溫度為-25°C，時間為18h。(3)、高溫干燥將步驟⑵中冷凍干燥后支架放入95°C的烘箱中干燥40min進(jìn)行制孔，即可得到多孔的殼聚糖支架。上述所得的多孔的殼聚糖支架經(jīng)掃描電鏡進(jìn)行掃描，結(jié)果見圖2，從圖2中可以看出支架的表面有許多孔，且孔徑為30-60 μ m,孔與孔之間的連通性較好，測得的支架的孔隙率高達(dá)90%，孔隙率的測定是通過液體置換的方法獲得。上述實(shí)施例中所用的所有試劑均為醫(yī)藥純，均來自上海國藥集團(tuán)。本發(fā)明所用的凍干機(jī)，型號為ES，儀器名字為Advantage PLUS冷凍型干燥機(jī)，生產(chǎn)廠家為美國Virtis公司。本發(fā)明所用的掃描電鏡為Quanta x50系列掃描電子顯微鏡(美國FEI公司)。綜上所述，利用本發(fā)明方法所得的支架孔隙率高，孔與孔之間的聯(lián)通性好，并可用于細(xì)胞培養(yǎng)或細(xì)胞產(chǎn)物的研究。本發(fā)明方法操作簡單，工藝簡捷，實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)率高。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟將含有醋酸銨的殼聚糖溶液進(jìn)行緩慢凍干，使醋酸銨以晶體的形式析出，并均勻分布在凍干后的殼聚糖支架中；高溫使醋酸銨分解產(chǎn)生氨氣來制孔，最終的得到一種殼聚糖多孔支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于所述方法具體包括如下步驟步驟SI :溶液的配制步驟；配制溶有設(shè)定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液先量取設(shè)定醋酸加入容量瓶中定容，制得醋酸溶液；稱取設(shè)定的醋酸銨加入上述醋酸溶液中，再稱取設(shè)定的殼聚糖，加入溶有醋酸銨的醋酸溶液中；配制體積比為1%的戊二醛溶液量取設(shè)定的純戊二醛并加蒸餾水定容，以設(shè)定溫度保存?zhèn)溆?；步驟S2 :冷凍干燥步驟；稱取設(shè)定步驟SI中所得的戊二醛溶液，并加入步驟SI中的溶有設(shè)定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌設(shè)定時間后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜；然后將攪拌后的溶液到入模具中進(jìn)行凍干；凍干過程控制預(yù)凍溫度為tl，預(yù)凍設(shè)定時間；一次干燥的隔板溫度為t2，一次干燥時間大于Ih ;其中，tl<t2< -IO0C ；步驟S3 :高溫干燥步驟；將步驟S2中冷凍干燥后支架放入烘箱中干燥，即可得到多孔的殼聚糖支架。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于殼聚糖脫乙酰度為80-91%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于所述方法具體包括如下步驟步驟SI :溶液的配制步驟；配制溶有設(shè)定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容， 制得體積比為I %的醋酸溶液；稱取O. 15g的醋酸銨加入上述醋酸溶液中，再稱取3g殼聚糖，加入溶有醋酸銨的醋酸溶液中；所用的殼聚糖脫乙酰度為80-91% ；配制體積比為I %的戊二醛溶液量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆?步驟S2 :冷凍干燥步驟；稱取O. 2ml步驟SI中所得的戊二醛溶液，并加入步驟SI中的溶有一定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌15min后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜；然后將攪拌后的溶液到入模具中進(jìn)行凍干；凍干過程控制預(yù)凍溫度為_80°C，預(yù)凍時間為30min 次干燥的隔板溫度為_25°C,時間為18h ；步驟S3 :高溫干燥步驟；將步驟S2中冷凍干燥后支架放入95°C的烘箱中干燥40min，即可得到多孔的殼聚糖支架。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種殼聚糖多孔支架的制備方法，所述方法包括如下步驟將含有醋酸銨的殼聚糖溶液進(jìn)行緩慢凍干，使醋酸銨以晶體的形式析出，并均勻分布在凍干后的殼聚糖支架中；高溫使醋酸銨分解產(chǎn)生氨氣來制孔，最終得到一種殼聚糖多孔支架。本發(fā)明提出的殼聚糖多孔支架的制備方法，是在冷凍干燥的基礎(chǔ)上，再選用酸性致孔劑醋酸銨，使其溶解在殼聚糖酸溶液中，形成均相溶液，進(jìn)行緩慢凍干，同時由冰晶升華來制孔，再將凍干后的支架放入95℃的烘箱中干燥，使醋酸銨分解產(chǎn)生氣體，氣體在逸出時可以沖破支架形成通道及孔，不但可以提供支架的孔隙率，還可以增強(qiáng)支架中孔與孔之間的連通性。本發(fā)明方法操作簡單，工藝簡捷，實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)率高。
文檔編號A61L31/14GK102580168SQ20121010126
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者劉寶林, 彭承宏, 李琳, 楊波, 韓寶三 申請人:上海理工大學(xué)