一種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法
【專利摘要】一種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法，以氯化鈣作為交聯(lián)劑，利用海藻酸鈉溶液快速進入到氯化鈣溶液中會發(fā)生不充分的交聯(lián)反應，從而獲得內部未交聯(lián)、表面形態(tài)穩(wěn)定的水凝膠圓條，通過后期處理，將水凝膠圓條內部的溶液洗出，從而得到水凝膠空管。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是：該制備方法簡單、快速，改變玻璃棒的直徑即可控制管狀水凝膠空管內徑大??；制得的水凝膠空管內外表面光滑，壁厚較薄且厚度均勻，形態(tài)和性能穩(wěn)定，能夠進行高溫滅菌處理，可滿足組織工程培養(yǎng)管狀組織結構中，需要不同厚度和內徑的細胞生長支架的制造技術的要求。
【專利說明】
一種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及材料科學領域，特別是一種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法。
【背景技術】
[0002]海藻酸鈉是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的一種多碳水化合物，是由I，4_聚_β-D-甘露糖醛酸和α-L-古羅糖醛酸組成的一種線型聚合物。在溶液中，海藻酸鈉分子遇到2價金屬陽離子可迅速發(fā)生離子交換，交聯(lián)生成水凝膠。在實際應用過程中，鈣離子是一種常見的交聯(lián)劑。例如，將海藻酸鈉溶液滴入含有鈣離子的水溶液中可產生海藻酸鈣膠球;使用噴嘴，可制造出水凝膠纖維;將含有鈣離子的水溶液加入海藻酸鹽溶液，可生成凝膠凍。本發(fā)明利用海藻酸鈉分子遇鈣離子交聯(lián)反應迅速的特點，將海藻酸鈉溶液快速噴入氯化鈣溶液中，使得海藻酸鈉溶液在其與氯化鈣溶液的交界處發(fā)生交聯(lián)反應形成水凝膠，而其內部仍是未交聯(lián)的海藻酸鈉溶液。通過處理，就可以獲得水凝膠空管。由于在最終交聯(lián)過程中水凝膠緊密貼合在玻璃棒上，取下玻璃棒之后，即可獲得內徑與玻璃棒直徑相同的水凝膠空管，更換不同直徑的玻璃棒，即可控制制備的水凝膠空管的內徑大小。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述技術分析，提供一種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法，該制備方法簡單、快速，制得的水凝膠空管形態(tài)和性能穩(wěn)定，能夠控制一定厚度范圍的水凝膠空管的制備，且形態(tài)不受溫度影響，能夠進行高溫滅菌處理，對于組織工程培養(yǎng)如血管、輸卵管等管狀組織結構中，需要不同厚度和內徑的細胞生長支架，可滿足制造技術的要求。
[0004]本發(fā)明的技術方案:
[0005]—種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法，以氯化鈣作為交聯(lián)劑，利用海藻酸鈉溶液快速進入到氯化鈣溶液中會發(fā)生不充分的交聯(lián)反應，從而獲得內部未交聯(lián)、表面形態(tài)穩(wěn)定的水凝膠圓條，通過后期處理，將水凝膠圓條內部的溶液洗出，從而得到水凝膠空管，具體步驟如下:
[0006]I)將濃度為20-40mg/mL的海藻酸鈉溶液從針筒中擠入到濃度為4-8mg/mL的氯化鈣溶液中，注射系統(tǒng)的注射壓強為2-5PSI，注射時間為1-5分鐘，使得氯化鈣溶液與海藻酸鈉溶液在體積比I 10:1的條件下進行交聯(lián)反應，在海藻酸鈉溶液與交聯(lián)溶液的交界處，海藻酸鈉分子與鈣離子快速發(fā)生交聯(lián)反應，即刻在二者的交界處形成水凝膠，已經交聯(lián)的水凝膠降低了內部海藻酸鈉分子和鈣離子的交聯(lián)速度，使得其外表是已經交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠，而內部是尚未交聯(lián)的海藻酸鈉溶液的圓條；
[0007]2)等待1-3分鐘后，把水凝膠圓條從氯化鈣溶液中分離出，平放到操作臺上，用刀切除掉圓條兩端已經交聯(lián)的水凝膠部分，露出內部海藻酸鈉溶液，然后用比圓條內徑略細的玻璃棒從圓條的一端穿到另一端，保證已經交聯(lián)的水凝膠全部套在玻璃棒上，得到水凝月父空官初級廣品；
[0008]3)將上述水凝膠空管初級產品用去離子水沖洗干凈，然后將圓條連同玻璃棒一同浸入濃度為6-10mg/mL的氯化鈣溶液中，浸泡時間為20-90s，使所有海藻酸鈉溶液都充分交聯(lián)成水凝膠，最后把棒條從玻璃棒上取下，制得內徑與玻璃棒直徑大小相同的海藻酸鈉水凝膠空管。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是:
[0010]該制備方法簡單、快速，改變玻璃棒的直徑即可控制管狀水凝膠空管內徑大小；制得的水凝膠空管內外表面光滑，壁厚較薄且厚度均勻，形態(tài)和性能穩(wěn)定，能夠進行高溫滅菌處理，可滿足組織工程培養(yǎng)管狀組織結構中，需要不同厚度和內徑的細胞生長支架的制造技術的要求。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是實施例1制備的水凝膠空管的軸向剖面示意圖。
[0012]圖2是實施例1制備的內徑一定的水凝膠空管的流程示意圖。
[0013]圖中:1.交聯(lián)得到的水凝膠，2.海藻酸鈉溶液，3.氯化鈣溶液，4.玻璃容器，5.注射系統(tǒng)，6.玻璃棒。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面根據(jù)提供的具體實例為本發(fā)明做出一定的功能描述。此處所描述的【具體實施方式】僅用以解釋本發(fā)明，闡述本發(fā)明示例的功能，并不用于表示構建或使用本發(fā)明示例的唯一形式。
[0015]除非另有說明，本發(fā)明中所采用的試劑均為分析純試劑。
[0016]實施例1:
[0017]—種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法，以氯化鈣作為交聯(lián)劑，利用海藻酸鈉溶液快速進入到氯化鈣溶液中會發(fā)生不充分的交聯(lián)反應，從而獲得內部未交聯(lián)、表面形態(tài)穩(wěn)定的水凝膠圓條，通過后期處理，將水凝膠圓條內部的溶液洗出，從而得到水凝膠空管，具體步驟如下:
[0018]I)將濃度為30mg/mL的海藻酸鈉溶液從口徑為1.54mm的針筒中擠入到濃度為6mg/mL的氯化鈣溶液中且將針管垂直放到距離交聯(lián)溶液液面5mm處，注射系統(tǒng)的注射壓強為4PSI，注射時間為I分鐘，使得氯化鈣溶液與海藻酸鈉溶液在體積比為10:1的條件下進行交聯(lián)反應，在海藻酸鈉溶液與交聯(lián)溶液的交界處，海藻酸鈉分子與鈣離子快速發(fā)生交聯(lián)反應，即刻在二者的交界處形成水凝膠，已經交聯(lián)的水凝膠降低了內部海藻酸鈉分子和鈣離子的交聯(lián)速度，使得其外表是已經交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠，而內部是尚未交聯(lián)的海藻酸鈉溶液的圓條；
[0019]2)等待2分鐘后，把水凝膠圓條從氯化鈣溶液中分離出，平放到操作臺上，用刀切除掉圓條兩端已經交聯(lián)的水凝膠部分，露出內部海藻酸鈉溶液，然后用直徑為2.2mm的玻璃棒從圓條的一端穿到另一端，保證已經交聯(lián)的水凝膠全部套在玻璃棒上，得到水凝膠空管初級產品；
[0020]3)將上述水凝膠空管初級產品用去離子水沖洗干凈，然后將圓條連同玻璃棒一同浸入濃度為lOmg/mL的氯化鈣溶液中，浸泡時間為60s，使所有海藻酸鈉溶液都充分交聯(lián)成水凝膠。最后把棒條從玻璃棒上取下，制得內徑與玻璃棒直徑大小相同的海藻酸鈉水凝膠空管。在顯微鏡下測得管狀水凝膠壁厚為0.22mm，內徑為2.2mm。
[0021]圖1是制備的水凝膠空管的軸向剖面示意圖。圖2是制備的內徑一定的水凝膠空管的流程示意圖，圖中:1.交聯(lián)得到的水凝膠，2.海藻酸鈉溶液，3.氯化鈣溶液，4.玻璃容器，
5.注射系統(tǒng)，6.玻璃棒。
[0022]實施例2:
[0023]—種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法，以氯化鈣作為交聯(lián)劑，利用海藻酸鈉溶液快速進入到氯化鈣溶液中會發(fā)生不充分的交聯(lián)反應，從而獲得內部未交聯(lián)、表面形態(tài)穩(wěn)定的水凝膠圓條，通過后期處理，將水凝膠圓條內部的溶液洗出，從而得到水凝膠空管，具體步驟如下:
[0024]I)將濃度為30mg/mL的海藻酸鈉溶液從口徑為1.54mm的針筒中擠入到濃度為6mg/mL的氯化鈣溶液中且將針管垂直放到距離交聯(lián)溶液液面5mm處，注射系統(tǒng)的注射壓強為4PSI，注射時間為I分鐘，使得氯化鈣溶液與海藻酸鈉溶液在體積比為10:1的條件下進行交聯(lián)反應，在海藻酸鈉溶液與交聯(lián)溶液的交界處，海藻酸鈉分子與鈣離子快速發(fā)生交聯(lián)反應，即刻在二者的交界處形成水凝膠，已經交聯(lián)的水凝膠降低了內部海藻酸鈉分子和鈣離子的交聯(lián)速度，使得其外表是已經交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠，而內部是尚未交聯(lián)的海藻酸鈉溶液的圓條；
[0025]2)等待I分鐘后，把水凝膠圓條從氯化鈣溶液中分離出，平放到操作臺上，用刀切除掉圓條兩端已經交聯(lián)的水凝膠部分，露出內部海藻酸鈉溶液，然后用直徑為2.5mm的玻璃棒從圓條的一端穿到另一端，保證已經交聯(lián)的水凝膠全部套在玻璃棒上，得到水凝膠空管初級產品；
[0026]3)將上述水凝膠空管初級產品用去離子水沖洗干凈，然后將圓條連同玻璃棒一同浸入濃度為10mg/mL的氯化鈣溶液中，浸泡時間為60s，使所有海藻酸鈉溶液都充分交聯(lián)成水凝膠。最后把棒條從玻璃棒上取下，制得內徑與玻璃棒直徑大小相同的海藻酸鈉水凝膠空管。在顯微鏡下測得管狀水凝膠壁厚為0.18mm，內徑為2.5mm。
【主權項】
1.一種內徑可控的海藻酸鈉水凝膠空管的制備方法，其特征在于:以氯化鈣作為交聯(lián)劑，利用海藻酸鈉溶液快速進入到氯化鈣溶液中會發(fā)生不充分的交聯(lián)反應，從而獲得內部未交聯(lián)、表面形態(tài)穩(wěn)定的水凝膠圓條，通過后期處理，將水凝膠圓條內部的溶液洗出，從而得到水凝膠空管，具體步驟如下: 1)將濃度為20-40mg/mL的海藻酸鈉溶液從針筒中擠入到濃度為4-8mg/mL的氯化I丐溶液中，注射系統(tǒng)的注射壓強為2-5PSI，注射時間為1-5分鐘，使得氯化鈣溶液與海藻酸鈉溶液在體積比I 10:1的條件下進行交聯(lián)反應，在海藻酸鈉溶液與交聯(lián)溶液的交界處，海藻酸鈉分子與鈣離子快速發(fā)生交聯(lián)反應，即刻在二者的交界處形成水凝膠，已經交聯(lián)的水凝膠降低了內部海藻酸鈉分子和鈣離子的交聯(lián)速度，使得其外表是已經交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠，而內部是尚未交聯(lián)的海藻酸鈉溶液的圓條； 2)等待1-3分鐘后，把水凝膠圓條從氯化鈣溶液中分離出，平放到操作臺上，用刀切除掉圓條兩端已經交聯(lián)的水凝膠部分，露出內部海藻酸鈉溶液，然后用比圓條內徑略細的玻璃棒從圓條的一端穿到另一端，保證已經交聯(lián)的水凝膠全部套在玻璃棒上，得到水凝膠空管初級產品； 3)將上述水凝膠空管初級產品用去離子水沖洗干凈，然后將圓條連同玻璃棒一同浸入濃度為6-10mg/mL的氯化鈣溶液中，浸泡時間為20_90s，使所有海藻酸鈉溶液都充分交聯(lián)成水凝膠，最后把棒條從玻璃棒上取下，制得內徑與玻璃棒直徑大小相同的海藻酸鈉水凝膠空管。
【文檔編號】A61F2/04GK105833342SQ201610158592
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】秦巖丁, 程卓群, 趙新
【申請人】南開大學