CN102603922A - 高强度实心壳聚糖微载体的制备方法 - Google Patents

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李琳
刘宝林
韩宝三
唐临利
全志伟
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Abstract

本发明揭示了一种高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：配制W/V为1-5％的壳聚糖酸溶液；配制W/V为2-10％的多聚磷酸钠溶液；步骤S2：高压脉冲成球步骤；将步骤S1中的壳聚糖酸溶液和多聚磷酸钠溶液用高压静电微胶囊成型仪制备微球；将微球在所述多聚磷酸钠溶液中浸泡，用去离子水清洗微球直至溶液为中性，并得到白色实心微球；再将微球在常温下放置设定时间，既得到实心壳聚糖微载体；步骤S3：采用微波炉对步骤S2所得的实心壳聚糖微载体进行微波辐射设定时间即得高强度实心壳聚糖微载体。本发明提出的高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，使壳聚糖微球发生交联反应，形成体型网络状结构，从而得到高强度实心壳聚糖微载体。

Description

高强度实心壳聚糖微载体的制备方法
技术领域
本发明属于组织工程微载体制备技术领域，涉及一种壳聚糖微载体的制备方法，尤其涉及一种可用于贴壁性细胞的悬浮培养研究的高强度实心壳聚糖微载体的制备方法。
背景技术
微波对材料的加热属于“体加热”，不同于一般的表面加热，从理论上来说，体加热使材料能够均匀受热。微波技术已成功用于交联羧甲基壳聚糖膜，使其能够应用于创伤治疗。在微波辐射下，以戊二醛交联壳聚糖膜，反应可在2-3分钟内完成，其拉伸强度优于水浴加热条件下交联的壳聚糖膜。
壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，近年来在贴壁性细胞的悬浮培养研究领域，壳聚糖支架材料的研究非常广泛。
然而，传统方法制备出的壳聚糖微载体可塑性能、及机械强度均难以满足贴壁性细胞的悬浮培养研究领域的要求。
因此本领域迫切需要提供一种微观结构均匀、易成型、机械强度较好的壳聚糖微载体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，可克服现有技术中制备的微载体机械性能差。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，采用高压脉冲成球的制备方法；所述方法包括如下步骤：
步骤S1：配制溶液步骤；
配制W/V为1-5％的壳聚糖酸溶液；配制W/V为2-10％的多聚磷酸钠溶液；
步骤S2：高压脉冲成球步骤；
将步骤S1中的壳聚糖酸溶液和多聚磷酸钠溶液用高压静电微胶囊成型仪制备微球；
将微球在所述多聚磷酸钠溶液中浸泡，用去离子水清洗微球直至溶液为中性，并得到白色实心微球；再将微球在常温下放置设定时间，既得到实心壳聚糖微载体；
步骤S3：微波辐射处理步骤；
采用微波炉对步骤S2所得的实心壳聚糖微载体进行微波辐射设定时间即得高强度实心壳聚糖微载体。
作为本发明的一种优选方案，所述方法具体包括如下步骤：
步骤S1：溶液的配制步骤；
①、配制W/V为2.5％的壳聚糖酸溶液；
先量取1ml醋酸加入100ml的容量瓶中定容，制得V/V为1％的醋酸溶液，再称取2.5g壳聚糖，加入V/V为1％的醋酸溶液中；
②、配制W/V为4.5％的多聚磷酸钠溶液；
称取4.5g多聚磷酸钠溶于100ml的去离子水中；
步骤S2：高压脉冲成球步骤；
将步骤S1中的壳聚糖酸溶液和多聚磷酸钠溶液用高压静电微胶囊成型仪制备微球；
高压脉冲微胶囊成型仪的参数设定为电压39-45kv，推进速度为91mm/h，脉宽为5ms，频率为90Hz，液面距为24mm；
将微球在所述多聚磷酸钠溶液中浸泡4h后，用去离子水清洗微球直至溶液为中性，并得到白色实心微球；再将微球在常温下放置24h，既得到实心壳聚糖微载体；
步骤S3：微波辐射处理步骤；
采用微波炉对步骤S2所得的实心壳聚糖微载体进行微波辐射2min即得高强度实心壳聚糖微载体。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中的壳聚糖脱乙酰度为80-91％。
上述所得的高强度实心壳聚糖微载体，圆整度高，粒径为500-800μm，具有良好的生物相容性，可用于贴壁性细胞的悬浮培养。可以通过简单的静电作用来控制微载体的粒径及圆整度。
采用原位沉析法得到的微球具有层状叠加结构，根据膜渗透原理和酸碱中和原理，多聚磷酸钠溶液中的磷酸根和氢氧根与壳聚糖分子上带正电的氨基起中和作用，使壳聚糖分子层层组装原位沉析，得到同心筒状层状叠加结构，从而可提供微球的机械强度。
本发明的有益效果在于：本发明提出的高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，采用静电自组装技术，通过对高压脉冲微胶囊成型仪的参数设定为电压39-45kv，推进速度为91mm/h，脉宽为5ms，频率为90Hz，液面距为24mm；来得到圆整度高，粒径为500-800μm，性能较好的微球，且制备方法简单，易于操作。并采用多聚磷酸钠做交联剂来增强微球的机械强度，制得的微球具有层状叠加结构，比通常采用氢氧化钠做交联剂制得的微球机械强度高。再通过微波炉对微球进行体加热，使壳聚糖微球发生交联反应，形成体型网络状结构，从而得到高强度实心壳聚糖微载体。
与现有技术相比较有以下突出优点：
(1)所得的微载体圆整度高，粒径为500-800μm，具有良好的生物相容性，可用于贴壁性细胞的悬浮培养。
(2)采用微波辐射来增强微载体的机械性能，操作简单，成本低廉，且无需戊二醛交联壳聚糖微球也可增强微载体的机械强度。
附图说明
图1为本发明高强度实心壳聚糖微载体的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，包括如下步骤：
(1)、配制溶液步骤
①、配制2.5％(W/V，质量体积比)壳聚糖酸溶液
先量取1ml醋酸加入100ml的容量瓶中定容，制得1％(V/V，体积比)醋酸溶液，再称取2.5g壳聚糖，加入1％(V/V)醋酸溶液中即可；
②、配制4.5％(W/V)多聚磷酸钠溶液
称取4.5g多聚磷酸钠溶于100ml的去离子水中即可；
(2)、高压脉冲成球步骤
将步骤(1)中的2.5％(W/V)壳聚糖酸溶液和4.5％(W/V)多聚磷酸钠溶液用高压静电微胶囊成型仪制备微球；通过对仪器参数的设定来控制微载体的粒径及圆整度。
高压脉冲微胶囊成型仪的参数设定为电压39-45kv，推进速度为91mm/h，脉宽为5ms，频率为90Hz，液面距为24mm；这样得到的微球性能较好，圆整度高，粒径为500-800μm。
将微球在4.5％(W/V)多聚磷酸钠溶液中浸泡4h后，用去离子水清洗微球直至溶液为中性，并得到白色实心微球。再将微球在常温下放置24h，既得到实心壳聚糖微载体；
(3)、微波辐射处理步骤
采用微波炉对步骤(2)所得的实心壳聚糖微载体进行微波辐射2min即得高强度实心壳聚糖微载体；微波辐射过程功率为160W。
上述所得的高强度实心壳聚糖微载体经扫描电镜进行扫描，所得的实心壳聚糖微载体，圆整度高，粒径为720μm。因为原料壳聚糖是天然大分子，广泛应用于组织工程中，因而制备的微球具有良好的生物相容性。
本实施例所用的所有试剂均为医药纯均来自上海国药集团。本实施例所用的扫描电镜的型号为Quanta x50系列扫描电子显微镜(美国FEI公司)；所用的微波炉型号为WG800CTL23K6的Galanz微波炉；本实施例所用的高压静电微胶囊成型仪，推进速度为1-99mm/h。
综上所述，本发明提出的高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，采用静电自组装技术，通过对高压脉冲微胶囊成型仪的参数设定为电压39-45kv，推进速度为91mm/h，脉宽为5ms，频率为90Hz，液面距为24mm；来得到圆整度高，粒径为500-800μm，性能较好的微球，且制备方法简单，易于操作。并采用多聚磷酸钠做交联剂来增强微球的机械强度，制得的微球具有层状叠加结构，比通常采用氢氧化钠做交联剂制得的微球机械强度高。再通过微波炉对微球进行体加热，使壳聚糖微球发生交联反应，形成体型网络状结构，从而得到高强度实心壳聚糖微载体。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (4)

1.一种高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，其特征在于，采用高压脉冲成球的制备方法；所述方法包括如下步骤：
步骤S1：配制溶液步骤；
配制W/V为1-5％的壳聚糖酸溶液；配制W/V为2-10％的多聚磷酸钠溶液；
步骤S2：高压脉冲成球步骤；
将步骤S1中的壳聚糖酸溶液和多聚磷酸钠溶液用高压静电微胶囊成型仪制备微球；
将微球在所述多聚磷酸钠溶液中浸泡，用去离子水清洗微球直至溶液为中性，并得到白色实心微球；再将微球在常温下放置设定时间，既得到实心壳聚糖微载体；
步骤S3：微波辐射处理步骤；
采用微波炉对步骤S2所得的实心壳聚糖微载体进行微波辐射设定时间即得高强度实心壳聚糖微载体。
2.根据权利要求1所述的高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，其特征在于：
所述方法具体包括如下步骤：
步骤S1：配制溶液步骤；
①、配制W/V为2.5％的壳聚糖酸溶液；
先量取1ml醋酸加入100ml的容量瓶中定容，制得V/V为1％的醋酸溶液，再称取2.5g壳聚糖，加入V/V为1％的醋酸溶液中；
②、配制W/V为4.5％的多聚磷酸钠溶液；
称取4.5g多聚磷酸钠溶于100ml的去离子水中；
步骤S2：高压脉冲成球步骤；
将步骤S1中的壳聚糖酸溶液和多聚磷酸钠溶液用高压静电微胶囊成型仪制备微球；
高压脉冲微胶囊成型仪的参数设定为电压39-45kv，推进速度为91mm/h，脉宽为5ms，频率为90Hz，液面距为24mm；
将微球在所述多聚磷酸钠溶液中浸泡4h后，用去离子水清洗微球直至溶液为中性，并得到白色实心微球；再将微球在常温下放置24h，既得到实心壳聚糖微载体；
步骤S3：微波辐射处理步骤；
采用微波炉对步骤S2所得的实心壳聚糖微载体进行微波辐射2min即得高强度实心壳聚糖微载体。
3.根据权利要求1所述的高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，其特征在于：
所述步骤S2中的壳聚糖脱乙酰度为80-91％。
4.根据权利要求1至3之一所述的高强度实心壳聚糖微载体的制备方法，其特征在于：
所述制备方法所得的高强度实心壳聚糖微载体用于贴壁性细胞的悬浮培养。
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