專利名稱：一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于多孔材料材料制備領域，特別涉及ー種可用于貼壁性細胞的懸浮培養(yǎng)的高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法。
背景技術：
微波對材料的加熱屬干“體加熱”，不同于一般的表面加熱，從理論上來說，體加熱使材料能夠均勻受熱。微波技術已成功用于交聯(lián)羧甲基殼聚糖膜，使其能夠應用于創(chuàng)傷治療。采用微波技術烘干殼聚糖膜，其速度比傳統(tǒng)的空氣對流加熱方式快6倍。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。近年來在貼壁性細胞的懸浮培養(yǎng)研究領域，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，由于水凝膠在冷凍過程中熱傳導速率不同，導致冷凍速率和冷凍溫度對支架的影響較大，從而使得支架的孔徑在制備過程中不易控制，而且由于殼聚糖微球的界面張カ 很大，使得凍干得到的殼聚糖微載體的表面易形成ー層膜，使微載體在孔隙率、微觀結構以及機械性能均難以滿足貼壁性細胞的懸浮培養(yǎng)研究領域的要求。因此本領域迫切需要提供 ー種微觀結構均勻、易成型、孔隙率較高、機械性能高的多孔殼聚糖微載體。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之ー為了克服冷凍干燥制備殼聚糖微載體時孔隙率低以殼聚糖為原料制備的多孔微載體機械性能差的缺點而提供一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法。即先用硅膠制孔，增加微載體表面的孔隙率，還可以形成一定的通道，再進行冷凍干燥，可加速凍干，并可以形成ー些小孔，來增強孔與孔之間的連通性，以得到孔隙率高，連通性好的微載體，并在制備過程中采用微波輻射產(chǎn)生熱效應，使殼聚糖支架發(fā)生交聯(lián)反應， 形成體型網(wǎng)絡狀結構，從而提高三維殼聚糖微載體的力學性能。本發(fā)明的技術方案
一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，以殼聚糖為原料，先采用硅膠來制孔，即按照硅膠與殼聚糖的質量比，即硅膠殼聚糖為3:1，采用高壓脈沖微膠囊成型儀，在高壓靜電的作用下制備含有硅膠的殼聚糖微球，將含有硅膠的殼聚糖微球在多聚磷酸鈉溶液中沉積證后，用蒸餾水清洗2次，再將含有硅膠的微球放入80°C的氫氧化鈉溶液中浸泡1. 8h， 溶解含有硅膠的微球中的硅膠來制孔，并用去離子水清洗后進行凍干，然后對進行微波輻射處理，即可得到高強度多孔殼聚糖微載體。上述的一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，具體包括如下步驟 (1)、溶液的配制
①、配制2. 5% (W/V)殼聚糖酸溶液先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得1% (V/V)醋酸溶液，再稱取2. 5g殼聚糖，加入1% (V/V)醋酸溶液中即可；
②、配制殼聚糖硅膠的混合液
按照硅膠與殼聚糖的質量比，即硅膠殼聚糖為3:1，稱取7. 5g硅膠，加入到2. 5% (W/ V)殼聚糖酸溶液中攪拌均勻即可；
③、配制4.5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液
稱取4. 5g多聚磷酸鈉溶于IOOml的去離子水中即可；
④、配制5.0%(W/V)氫氧化鈉溶液
稱取5. Og氫氧化鈉溶于IOOml的去離子水中即可；
(2)、高壓脈沖成球
將步驟(1)中的2. 5% (W/V)殼聚糖酸溶液和4. 5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液用高壓靜電微膠囊成型儀制備含有硅膠的殼聚糖微球；
高壓脈沖微膠囊成型儀的參數(shù)設定為電壓39-50kv，推進速度為90mm/h，脈寬為5ms， 頻率為90Hz，液面距為22mm ；
將含有硅膠的殼聚糖微球在4. 5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液中浸泡證后，用去離子水清洗微球直至溶液為中性，再將其放入80°C的5. 0% (W/V)氫氧化鈉溶液中浸泡1.他，溶解含有硅膠的殼聚糖微球中的硅膠來制孔后，用去離子水清洗3次，得到殼聚糖微載體；
(3)、冷凍干燥
對步驟(2)中所得的殼聚糖微載體進行冷凍干燥，最終得到多孔殼聚糖微載體；
上述的冷凍干燥過程控制
預凍溫度為_45°C，預凍時間為50min ；
一次干燥的隔板溫度為-25°C，時間為9h ；
二次干燥的隔板溫度為7°C，時間為1. 5-2h ；
(4)、微波輻射處理
采用微波爐對步驟(3)所得的殼聚糖多孔微載體進行微波輻射，最終得到一種高強度多孔殼聚糖微載體。上述所得的高強度多孔殼聚糖微載體的粒徑為400-700 pm孔徑為20-60 μπι,孔隙率為93%，可用于貼壁性細胞的懸浮培養(yǎng)。本發(fā)明的技術效果
本發(fā)明的一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，由于采用靜電自組裝技術和硅膠
致孔劑相結合來制備多孔微球，得到的微球性能較好、圓整度高，粒徑為400-700 |_皿。由于以硅膠來制孔，更容易克服殼聚糖微球的界面張力，使微球表面形成許多孔， 從而來制備孔隙率較高的微載體。同時，硅膠制孔后還可以形成一定的通道，能夠加速凍干達到節(jié)能的效果。由于制備過程中先采用在80°C的氫氧化鈉溶液中溶解殼聚糖微球中的硅膠來制大孔，可增大微球的孔隙率，然后將該多孔微球進行冷凍干燥，使冰晶升華來制備小孔，從而增強微球的連通性；這樣可以克服只單獨采用冷凍干燥法對微球進行制孔時，孔隙率低， 連通性差的缺點。
另外，采用微波輻射對微球進行體加熱，使殼聚糖微球發(fā)生交聯(lián)反應，形成體型網(wǎng)絡狀結構，從而得到高強度多孔殼聚糖微載體。因此，本發(fā)明的一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法具有操作簡捷，成本低， 效果好的特點。


圖1是本發(fā)明所得的高強度多孔殼聚糖微載體表面的掃描電鏡圖片。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發(fā)明進ー步說明。本發(fā)明所用的硅膠，m (Si02)-n (H2O), 200-300目，中國醫(yī)藥集團化學試劑有限公司；其余所有試劑均為醫(yī)藥純，均來自上海國藥集團；
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)
所用的微波爐型號為WG800CTL23 __ K6的Galanz微波爐；
本發(fā)明所用的高壓靜電微膠囊成型儀，推進速度為l_99mm/h，上海理工大學； 其他試劑均來自上海國藥集団。實施例1
一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，包括如下步驟
(1)、溶液的配制
①、配制2.5% (W/V)殼聚糖酸溶液
先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得1% (V/V)醋酸溶液，再稱取2. 5g殼聚糖，加入1% (V/V)醋酸溶液中即可；
②、配制殼聚糖硅膠的混合液
按照硅膠與殼聚糖的質量比，即硅膠殼聚糖為3:1，稱取7. 5g硅膠，加入到2. 5% (W/ V)殼聚糖酸溶液中攪拌均勻即可；
③、配制4.5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液
稱取4. 5g多聚磷酸鈉溶于IOOml的去離子水中即可；
④、配制5.0%(W/V)氫氧化鈉溶液
稱取5. Og氫氧化鈉溶于IOOml的去離子水中即可；
(2)、高壓脈沖成球
將步驟(1)中的2. 5% (W/V)殼聚糖酸溶液和4. 5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液用高壓靜電微膠囊成型儀制備含有硅膠的殼聚糖微球；
高壓脈沖微膠囊成型儀的參數(shù)設定為電壓39-50kv，推進速度為90mm/h，脈寬為5ms， 頻率為90Hz，液面距為22mm ；
將含有硅膠的殼聚糖微球在4. 5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液中浸泡證后，用去離子水清洗含有硅膠的殼聚糖微球直至溶液為中性，再將其放入80°C的5. 0% (W/V)氫氧化鈉溶液中浸泡1.他，溶解含有硅膠的殼聚糖微球中的硅膠來制孔后，用去離子水清洗微球3次得到殼聚糖微載體；(3)、冷凍干燥
對步驟(2)中經(jīng)去離子水清洗后所得的殼聚糖微載體進行冷凍干燥得到多孔殼聚糖微載體；
上述冷凍干燥過程控制 預凍溫度為_45°C，預凍時間為50min ； 一次干燥的隔板溫度為-25°C，時間為9h ； 二次干燥的隔板溫度為7°C，時間為1. 5-2h ；
(4)、微波輻射處理
采用微波爐對步驟(3)所得的多孔殼聚糖微載體進行微波輻射，最終得高強度多孔殼聚糖微載體；
上述的微波輻射過程控制功率為160W，時間1. 5min。上述所得的高強度多孔殼聚糖微載體經(jīng)掃描電鏡進行掃描，結果見圖1，從圖1中
可以看出高強度多孔殼聚糖微載體的粒徑為600 μιι，表面的孔徑為20-60 μιι，孔隙率為 93%，孔與孔之間的連通性好。上述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，其特征在于以殼聚糖為原料以硅膠為制孔劑，采用高壓脈沖微膠囊成型儀，在高壓靜電的作用下制備含有硅膠的殼聚糖微球，將含有硅膠的殼聚糖微球在多聚磷酸鈉溶液中沉積證后，用蒸餾水清洗，再將微球放入80°C的氫氧化鈉溶液中浸泡，溶解含有硅膠的殼聚糖微球中的硅膠來制孔，并用去離子水清洗后進行凍干，然后進行微波輻射處理，最終得到多孔殼聚糖微載體。
2.如權利要求1所述的ー種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟(1)、溶液的配制①、配制2.5% (W/V)殼聚糖酸溶液先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得1% (V/V)醋酸溶液，再稱取2. 5g殼聚糖，加入1% (V/V)醋酸溶液中即可；②、配制殼聚糖硅膠的混合液按照硅膠與殼聚糖的質量比，即硅膠殼聚糖為3:1，稱取7. 5g硅膠，加入到2. 5% (W/ V)殼聚糖酸溶液中攪拌均勻即可；③、配制4.5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液稱取4. 5g多聚磷酸鈉溶于IOOml的去離子水中即可；④、配制5.0%(W/V)氫氧化鈉溶液稱取5. Og氫氧化鈉溶于IOOml的去離子水中即可；(2)、高壓脈沖成球將步驟(1)中的2. 5% (W/V)殼聚糖酸溶液和4. 5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液用高壓靜電微膠囊成型儀制備含有硅膠的殼聚糖微球；高壓脈沖微膠囊成型儀的參數(shù)設定為電壓39-50kv，推進速度為90mm/h，脈寬為5ms， 頻率為90Hz，液面距為22mm ；將含有硅膠的殼聚糖微球在4. 5% (W/V)多聚磷酸鈉溶液中浸泡證后，用去離子水清洗含有硅膠的殼聚糖微球直至溶液為中性，再將其放入80°C的5. 0% (W/V)氫氧化鈉溶液中浸泡1.他，溶解含有硅膠的殼聚糖微球中的硅膠來制孔后，用去離子水清洗3次得到殼聚糖微載體；(3)、冷凍干燥對步驟(2)中所得的殼聚糖微載體進行冷凍干燥，最終得到多孔殼聚糖微載體；上述的冷凍干燥過程控制預凍溫度為_45°C，預凍時間為50min ；一次干燥的隔板溫度為-25°C，時間為9h ；二次干燥的隔板溫度為7°C，時間為1. 5-2h ；(4)、微波輻射處理采用微波爐對步驟(3)所得的殼聚糖多孔微載體進行微波輻射，最終得到一種高強度多孔殼聚糖微載體。
3.如權利要求1或2所述的ー種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，其特征在于所用的殼聚糖脫乙酰度為80-91%。
4.如權利要求3所述的ー種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，其特征在于微波輻射的功率為160W，時間為1. 5min。
5.如權利要求4所述的ー種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，其特征在于所得的高強度多孔殼聚糖微載體粒徑為400-700 μ^π ,孔徑為20-60 μη，孔隙率為93%。
6.如權利要求1或2所述的ー種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法所得的高強度多孔殼聚糖微載體用于貼壁性細胞的懸浮培養(yǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高強度多孔殼聚糖微載體的制備方法，以殼聚糖為原料，先采用硅膠來制孔，即采用高壓脈沖微膠囊成型儀，在高壓靜電的作用下制備含有硅膠的殼聚糖微球，將含有硅膠的殼聚糖微球在多聚磷酸鈉溶液中沉積5h后，用蒸餾水清洗，再將含有硅膠的殼聚糖微球放入80℃的氫氧化鈉溶液中浸泡，溶解含有硅膠的殼聚糖微球中的硅膠來并用去離子水清洗后進行凍干得到多孔殼聚糖微載體，進一步進行微波輻射處理，最終得高強度多孔殼聚糖微載體。本發(fā)明的這種高強度多孔殼聚糖微載體粒徑為400-700μm，孔徑為20-60μm，孔隙率為93%，可用于貼壁細胞的懸浮培養(yǎng)。且其制備方法具有操作簡捷，成本低，效果好的特點。
文檔編號C08J3/24GK102558601SQ20121000055
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權日2012年1月4日
發(fā)明者劉寶林, 劉連軍, 李濟寧, 李琳, 韓寶三 申請人:上海理工大學