CN101401959B - 明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的制备方法。制备时，先按比例称取明胶和壳聚糖并混合，然后将混合物溶解于醋酸中得到溶液。再在明胶-壳聚糖溶液中加入β-纳米磷酸三钙粉末制备悬浮液。制备好的溶液从加料口(1)加入储料罐(4)，通过控制储料罐(2)中的压力使溶液从导液管(6)均匀流出，滴入保温容器(8)内的冷凝液(7)中冷凝，形成球形颗粒。冷凝后的球形颗粒先进行冷冻干燥，再用2.5％的戊二醛溶液交联处理，最后用无水乙醇清洗，得到明胶—壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。这种球形颗粒材料具有均一的粒径分布，内部含有大量的互通微孔，具有较高的比表面积，可在组织修复和药物缓释中得到应用。
Description
一、技术领域
本发明属于一种应用于生物医学领域的球状颗粒材料的制备技术，具体涉及一种天然聚合物明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙复合球形多孔颗粒材料的制备方法。
二、背景技术
现有技术：明胶是一种将胶原三螺旋结构转化为无规则链而获得的蛋白质，是一种热水可溶的多肽混合物，因而具有生物可降解性及良好的生物相容性。由于具有良好的成膜性，明胶在口服药品的胶囊中得到广泛应用；同时，明胶还具有活化巨噬细胞和止血作用，可用于制造伤口包扎、止血材料和人造皮肤，以及硬组织修复用填充材料。
甲壳素广泛存在于虾、蟹和昆虫等节肢动物的外壳和菌、藻类等低等植物的细胞壁中，是自然界中最为丰富的生物高分子之一，是一种极为丰富的天然再生资源。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，无毒、生物相容性好、可生物降解，近年来，作为天然医用高分子材料在可吸收手术缝合线、止血材料、伤口包扎材料以及人造皮肤等方面的研究十分引人注目。同时，壳聚糖也是一种优良的硬组织修复材料，在骨折可吸收固定材料和骨缺损填充材料方面也得到应用。
β-磷酸三钙(β-TCP)是生物降解或生物吸收型生物活性陶瓷材料之一，当它被植入人体后，降解产生的Ca、P能进入活体循环系统，有助于新骨形成，它可作为人体硬组织如牙和骨的理想替代材料，具有良好的可生物降解性、生物相容性和生物无毒性。因此，β-磷酸三钙是一种较为理想的硬组织修复材料。
单纯的壳聚糖降解速度过于缓慢，加入明胶后能加快材料的降解速度。另一方面，明胶—壳聚糖复合材料中，壳聚糖带正电荷，通过静电作用与明胶蛋白分子结合，而明胶中含有大量的氨基和羧基这样的亲水基团，因而随着明胶的引入，增加了壳聚糖的亲水性能，从而也提高了溶质的透过能力及透氧性能，同时明胶 还可促进细胞在复合材料上的黏附、增殖、分化和分泌细胞外基质。若将明胶、壳聚糖与β-磷酸三钙复合制备复合材料，既有天然高分子材料的良好生物相容性和生物可降解性，又有良好的力学性能，材料的性能将得到很大的改善。
三、发明内容
本发明提供了一种制备具有均一分布颗粒直径的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的制备方法。
本发明的技术方案为一种明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料，所述的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的球形颗粒，粒径为φ0.8～4mm，颗粒本体内部为孔径小于150μm的微孔，微孔之间互通，明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的孔隙率为80～95％，质量比明胶：壳聚糖＝(1～9)：(9～1)，β-磷酸三钙与明胶和壳聚糖总量的质量比为(6～1)：(1～5)。
一种制备所述的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的制备方法，制备步骤为：
第一步，按质量比明胶：壳聚糖＝(1～9):(9～1)的比例称取明胶和壳聚糖，按β-磷酸三钙与明胶和壳聚糖总量的质量比为(6～1)：(1～5)称取纳米β-磷酸三钙；
第二步，将第一步称取的明胶和壳聚糖加入温度为55～75℃，质量浓度为1～5％的醋酸溶液中，配制质量浓度为3～22％的明胶-壳聚糖溶液，加入纳米β-磷酸三钙，充分搅拌得到悬浮液；
第三步，将第二步制备好的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从加料口加入储料罐，通过压力表和压力控制阀控制储料罐中的压力为0.08～0.5MPa，以保证明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从管径为φ0.5～3mm的导液管以10～60滴/min的速度均匀流出。从导液管流出的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液在管口处长大到约φ0.8～4mm的近球形颗粒后滴落，在下落过程中，由于表面张力的作用形成球状，而后滴入保温容器内的温度为-(10～20)℃的冷凝液中冷凝，形成球形度好、粒径均一的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。
根据表面张力公式：
mg＝2πrσ
式中：m为液滴质量；r为毛细管外半径；σ为表面张力；g为重力加速度。当明胶-壳聚糖溶液的密度和粘度一定时，在无外界干扰的条件下，该法可以制备出球形度好、粒径均一的球形颗粒。
第四步，将第三步冷凝后的球形颗粒分离、冷冻干燥；将冷冻干燥后的球形颗粒放入质量浓度为0.25～2.5％的交联剂交联处理，然后用无水乙醇清洗，得到明胶—壳聚糖球形多孔颗粒材料。所述的冷凝液为二甲基硅油和植物油。所述的交联剂为甲醛、戊二醛、乙二醛中的任意一种。
制备所述的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的装置，所述的装置由储料罐和保温容器组成，在储料罐顶部设有加料口，在储料罐上还设有压力表，压力表与压力控制阀连接，在储料罐的底部设有导液管，在导液管上设有流量控制阀，在导液管下方设有保温容器。
有益效果：本发明制备的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料：：
(1)在颗粒本体内部含有大量的互通微孔，这种颗粒具有较高的比表面积，有利于细胞的粘附的组织液的流动；
(2)明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙颗粒具有均一的粒径分布，不需要筛分处理即可得到具有相同粒径的颗粒材料；因为根据表面张力公式：
mg＝2πrσ
式中：m为液滴质量；r为毛细管外半径；σ为表面张力；g为重力加速度。当明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙溶液的密度和粘度一定时，在无外界干扰的条件下，该法可以制备出球形度好、粒径均一的球形颗粒。
(3)因为根据本方法制备的明胶-壳聚糖球形颗粒材料的粒径均一性好，而相同粒径的球形颗粒材料，充填后颗粒间空隙率最大，所以本发明的明胶-壳聚糖球形颗粒材料充填后有利于组织液的流动和细胞的迁移生长。
四、附图说明
图1球形颗粒成形装置示意图
装置主要由加料口1、压力表2、压力控制阀3、储料罐4、流量控制阀5、导液管6、冷凝液7和保温容器8组成。
五、具体实施方案：
实施例1：
(1)按质量比明胶：壳聚糖为1:9称取明胶和壳聚糖，按β-磷酸三钙与明胶和壳聚糖总量的质量比为1：2称取纳米β-磷酸三钙
(2)将第一步称取的明胶和壳聚糖加入温度为55～75℃，质量浓度为2％的醋酸溶液中，配制质量浓度为3～22％的明胶-壳聚糖溶液，加入纳米β-磷酸三钙，充分搅拌得到悬浮液；
(3)将制备好的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从加料口1加入储料罐4，通过控制储料罐4中的压力为为0.08～0.5MPa，以保证明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从管径为φ0.5～3mm的导液管以10～60滴/min的速度均匀流出。从导液管流出的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液在管口处长大到约φ0.8～4mm的近球形颗粒后滴落，在下落过程中，由于表面张力的作用形成球状，而后滴入保温容器内的温度为-(10～20)℃的冷凝液中冷凝，形成球形度好、粒径均一的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。
(4)冷凝后的微球分离，并在-(5～10)℃的温度冷冻干燥处理8～24h；冷冻干燥后的球形颗粒先放入质量浓度为0.25～2.5％的戊二醛溶液交联处理3～24h，再用无水乙醇清洗，得到明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。
实施例2：
(1)按质量比明胶：壳聚糖为9：1称取明胶和壳聚糖，按β-磷酸三钙与明胶和壳聚糖总量的质量比为1：5称取纳米β-磷酸三钙；
(2)将第一步称取的明胶和壳聚糖加入温度为55～75℃，质量浓度为4％的醋酸溶液中，配制质量浓度为3～22％的明胶-壳聚糖溶液，加入纳米β-磷酸三钙，充分搅拌得到悬浮液；
(3)将制备好的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从加料口1加入储料罐4，通过控制储料罐4中的压力为为0.08～0.5MPa，以保证明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从管径为φ0.5～3mm的导液管以10～60滴/min的速度均匀流出。从导液管流出的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液在管口处长大到约φ0.8～4mm的近球形颗粒后滴落，在下落过程中，由于表面张力的作用形成球状，而后滴入保温容器内的温度为-(10～20)℃的冷凝液中冷凝，形成球形度好、粒径均一的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。
(4)冷凝后的微球分离，并在-(5～10)℃的温度冷冻干燥处理8～24h；冷冻干燥后的球形颗粒先放入质量浓度为0.25～2.5％的戊二醛溶液交联处理3～24h，再用无水乙醇清洗，得到明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。
实施例3：
(1)按质量比明胶：壳聚糖为5：4称取明胶和壳聚糖，按β-磷酸三钙与明胶和壳聚糖总量的质量比为4：1称取纳米β-磷酸三钙；
(2)将第一步称取的明胶和壳聚糖加入温度为55～75℃，质量浓度为1％的醋酸溶液中，配制质量浓度为3～22％的明胶-壳聚糖溶液，加入纳米β-磷酸三钙，充分搅拌得到悬浮液；
(3)将制备好的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从加料口1加入储料罐4，通过控制储料罐4中的压力为为0.08～0.5MPa，以保证明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从管径为φ0.5～3mm的导液管以10～60滴/min的速度均匀流出。从导液管流出的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液在管口处长大到约φ0.8～4mm的近球形颗粒后滴落，在下落过程中，由于表面张力的作用形成球状，而后滴入保温容器内的温度为-(10～20)℃的冷凝液中冷凝，形成球形度好、粒径均一的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。
(4)冷凝后的微球分离，并在-(5～10)℃的温度冷冻干燥处理8～24h；冷冻干燥后的球形颗粒先放入质量浓度为0.25～2.5％的戊二醛溶液交联处理3～24h，再用无水乙醇清洗，得到明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料。
Claims (1)
1.一种制备明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的制备方法，其特征在于：所述的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料的粒径为φ0.8～4mm，颗粒本体内部为孔径小于150μm的微孔，微孔之间互通，所用制备装置由储料罐(4)和保温容器(8)组成，在储料罐(4)顶部设有加料口(1)，在储料罐(4)上还设有压力表(2)，压力表(2)与压力控制阀(3)连接，在储料罐(4)的底部设有导液管(6)，在导液管(6)上设有流量控制阀(5)，在导液管下方设有保温容器(8)，制备步骤为：
第一步，按质量比明胶∶壳聚糖＝(1～9)∶(9～1)的比例称取明胶和壳聚糖，按β-磷酸三钙与明胶和壳聚糖总量的质量比为(6～1)∶(1～5)称取纳米β-磷酸三钙；
第二步，将第一步称取的明胶和壳聚糖加入温度为55～75℃，质量浓度为1～5％的醋酸溶液中，配制质量浓度为3～22％的明胶-壳聚糖溶液，加入纳米β-磷酸三钙，充分搅拌得到悬浮液；
第三步，将第二步制备好的明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙悬浮液从管径为φ0.5～3mm的管子，以10～60滴/min的速度均匀流出，滴入温度为-(10～20)℃的冷凝液中冷凝，形成球形颗粒；所述的冷凝液为二甲基硅油和植物油；
第四步，将第三步冷凝后的球形颗粒分离、冷冻干燥；将冷冻干燥后的球形颗粒放入质量浓度为0.25～2.5％的交联剂交联处理，然后用无水乙醇清洗，得到明胶-壳聚糖-β-磷酸三钙球形多孔颗粒材料，所述的交联剂为甲醛、戊二醛、乙二醛中的任意一种。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5810988A (en) * | 1994-09-19 | 1998-09-22 | Board Of Regents, University Of Texas System | Apparatus and method for generation of microspheres of metals and other materials |
| CN1272383A (zh) * | 2000-05-19 | 2000-11-08 | 清华大学 | 纳米相钙磷盐/胶原/聚乳酸骨复合多孔材料的制备方法 |
| CN1546181A (zh) * | 2003-12-12 | 2004-11-17 | 清华大学 | 一种引导硬组织再生修复的可降解材料及其制备方法 |
| CN1607033A (zh) * | 2003-10-15 | 2005-04-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种尺寸均一的壳聚糖微球和微囊及其制备方法 |
| CN1931378A (zh) * | 2006-09-29 | 2007-03-21 | 清华大学 | 用于骨组织工程的微支架及其制备方法和应用 |
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| US5810988A (en) * | 1994-09-19 | 1998-09-22 | Board Of Regents, University Of Texas System | Apparatus and method for generation of microspheres of metals and other materials |
| CN1272383A (zh) * | 2000-05-19 | 2000-11-08 | 清华大学 | 纳米相钙磷盐/胶原/聚乳酸骨复合多孔材料的制备方法 |
| CN1607033A (zh) * | 2003-10-15 | 2005-04-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种尺寸均一的壳聚糖微球和微囊及其制备方法 |
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| CN1931378A (zh) * | 2006-09-29 | 2007-03-21 | 清华大学 | 用于骨组织工程的微支架及其制备方法和应用 |
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