CN105688273A - 一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法，以氯化钙作为交联剂，利用海藻酸钠溶液快速进入到氯化钙溶液中会发生不充分的交联反应，从而获得内部未交联、表面形态稳定的水凝胶圆条；通过后期处理，将水凝胶圆条内部的溶液洗出，从而得到水凝胶空管本发明的优点是：该制备方法简单、快速，通过改变各溶液浓度以及操作时间可获得不同壁厚的水凝胶空管；制得的水凝胶空管内外表面光滑，壁厚较薄且厚度均匀，形态和性能稳定，形状可以是如多弯曲等复杂结构，能够进行高温灭菌处理，可满足组织工程培养如血管、输卵管等管状组织结构中，需要不同厚度和内径的细胞生长支架的制造技术的要求。

Description

一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法
技术领域
本发明涉及材料科学领域，特别是一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法。
背景技术
海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多碳水化合物，是由1,4-聚-β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸组成的一种线型聚合物。在溶液中，海藻酸钠分子遇到2价金属阳离子可迅速发生离子交换，交联生成水凝胶。在实际应用过程中，钙离子是一种常见的交联剂。例如，将海藻酸钠溶液滴入含有钙离子的水溶液中可产生海藻酸钙胶球；使用喷嘴，可制造出水凝胶纤维；将含有钙离子的水溶液加入海藻酸盐溶液，可生成凝胶冻。本发明利用海藻酸钠分子遇钙离子交联反应迅速的特点，将海藻酸钠溶液快速喷入氯化钙溶液中，使得海藻酸钠溶液在其与氯化钙溶液的交界处发生交联反应形成水凝胶圆条，而其内部仍是未交联的海藻酸钠溶液。通过处理，就可以获得水凝胶空管。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法，该制备方法简单、快速，制得的水凝胶空管形态和性能稳定，形状可以是如多弯曲等复杂结构，能够控制一定厚度范围的水凝胶空管的制备，且形态不受温度影响，能够进行高温灭菌处理，对于组织工程培养如血管、输卵管等管状组织结构中，需要不同厚度和内径的细胞生长支架，可满足制造技术的要求。
本发明的技术方案：
一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法，以氯化钙作为交联剂，利用海藻酸钠溶液快速进入到氯化钙溶液中会发生不充分的交联反应，从而获得内部未交联、表面形态稳定的水凝胶圆条；通过后期处理，将水凝胶圆条内部的溶液洗出，从而得到水凝胶空管，具体步骤如下：
1)将浓度为20-40mg/mL的海藻酸钠溶液从针筒中挤入到浓度为4-8mg/mL的氯化钙溶液中，注射系统的注射压强为2-5PSI，注射时间1-5分钟，使得氯化钙溶液与海藻酸钠溶液在体积比为≥10:1的条件下进行交联反应，海藻酸钠溶液与钙离子迅速在两者交界处发生不充分交联反应形成水凝胶圆条，其内部充满的是未交联的海藻酸钠溶液；
2)等待1-5分钟后，把水凝胶圆条从氯化钙溶液中分离出，平放到操作台上，用刀切除掉圆条两端已经交联的水凝胶部分，露出内部海藻酸钠溶液，然后向刚切开圆条的一端注射入去离子水，将未交联的海藻酸钠溶液洗出，得到水凝胶空管初级产品；
3)将上述水凝胶空管初级产品放入浓度为10-14mg/mL的氯化钙溶液中，进一步对其进行固化，制得海藻酸钠水凝胶空管。
本发明的优点和有益效果是：
该制备方法简单、快速，通过改变各溶液浓度以及操作时间可获得不同壁厚的水凝胶空管；制得的水凝胶空管内外表面光滑，壁厚较薄且厚度均匀，形态和性能稳定，形状可以是如多弯曲等复杂结构，能够进行高温灭菌处理，可满足组织工程培养如血管、输卵管等管状组织结构中，需要不同厚度和内径的细胞生长支架的制造技术的要求。
附图说明
图1是实施例1制备的水凝胶空管的轴向剖面示意图。
图2是实施例1制备的水凝胶空管的流程示意图。
图中：1.交联得到的水凝胶，2.海藻酸钠溶液，3.氯化钙溶液，4.玻璃容器，5.注射系统，6.去离子水，7.注射器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面根据提供的具体实例为本发明做出一定的功能描述。此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，阐述本发明示例的功能，并不用于表示构建或使用本发明示例的唯一形式。
除非另有说明，本发明中所采用的试剂均为分析纯试剂。
实施例1：
一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法，如图1-2所示，以氯化钙作为交联剂，利用海藻酸钠溶液快速进入到氯化钙溶液中会发生不充分的交联反应，从而获得内部未交联、表面形态稳定的水凝胶圆条；通过后期处理，将水凝胶圆条内部的溶液洗出，从而得到水凝胶空管，具体步骤如下：
1)将浓度为30mg/mL的海藻酸钠溶液从1.54mm口径的针筒中快速挤入到盛有浓度为7mg/mL的氯化钙溶液的玻璃管中，注射系统的注射压强为3.5PSI，注射时间1分钟，使得氯化钙溶液与海藻酸钠溶液在体积比为10:1的条件下进行交联反应。此时会在玻璃管中形成约200mm长的水凝胶圆条，海藻酸钠溶液与钙离子迅速在两者交界处发生不充分交联反应形成水凝胶圆条，其内部充满的是未交联的海藻酸钠溶液；
2)等待3分钟后，把水凝胶圆条从氯化钙溶液中分离出，平放到操作台上，用刀切除掉圆条两端已经交联的水凝胶部分，露出内部海藻酸钠溶液，然后向刚切开圆条的一端注射入去离子水，将未交联的海藻酸钠溶液洗出，得到水凝胶空管初级产品；
3)将上述水凝胶空管初级产品放入浓度为10mg/mL的氯化钙溶液中，进一步对其进行固化1分钟，制得海藻酸钠水凝胶空管。在显微镜下测量其壁厚为0.3mm，外径为2.4mm。
图1是制备的水凝胶空管的轴向剖面示意图。
图2是制备的水凝胶空管的流程示意图，图中：1.交联得到的水凝胶，2.海藻酸钠溶液，3.氯化钙溶液，4.玻璃容器，5.注射系统，6.去离子水，7.注射器。
实施例2：
一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法，如图1-2所示，以氯化钙作为交联剂，利用海藻酸钠溶液快速进入到氯化钙溶液中会发生不充分的交联反应，从而获得内部未交联、表面形态稳定的水凝胶圆条；通过后期处理，将水凝胶圆条内部的溶液洗出，从而得到水凝胶空管，具体步骤如下：
1)将浓度为30mg/mL的海藻酸钠溶液从1.54mm口径的针筒中快速挤入到盛有浓度为7mg/mL的氯化钙溶液的玻璃管中，注射系统的注射压强为4PSI，注射时间1分钟，使得氯化钙溶液与海藻酸钠溶液在体积比为10:1的条件下进行交联反应。此时会在玻璃管中形成约200mm长的水凝胶圆条，海藻酸钠溶液与钙离子迅速在两者交界处发生不充分交联反应形成水凝胶圆条，其内部充满的是未交联的海藻酸钠溶液；
2)等待1分钟后，把水凝胶圆条从氯化钙溶液中分离出，平放到操作台上，用刀切除掉圆条两端已经交联的水凝胶部分，露出内部海藻酸钠溶液，然后向刚切开圆条的一端注射入去离子水，将未交联的海藻酸钠溶液洗出，得到水凝胶空管初级产品；
3)将上述水凝胶空管初级产品放入浓度为10mg/mL的氯化钙溶液中，进一步对其进行固化1分钟，制得海藻酸钠水凝胶空管。在显微镜下测量其壁厚为0.25mm，外径为2.8mm。

Claims (1)

1.一种海藻酸钠水凝胶空管的制备方法，其特征在于：以氯化钙作为交联剂，利用海藻酸钠溶液快速进入到氯化钙溶液中会发生不充分的交联反应，从而获得内部未交联、表面形态稳定的水凝胶圆条；通过后期处理，将水凝胶圆条内部的溶液洗出，从而得到水凝胶空管，具体步骤如下：
1)将浓度为20-40mg/mL的海藻酸钠溶液从针筒中挤入到浓度为4-8mg/mL的氯化钙溶液中，注射系统的注射压强为2-5PSI，注射时间1-5分钟，使得氯化钙溶液与海藻酸钠溶液在体积比为≥10:1的条件下进行交联反应。海藻酸钠溶液与钙离子迅速在两者交界处发生不充分交联反应形成水凝胶圆条，其内部充满的是未交联的海藻酸钠溶液；
2)等待1-5分钟后，把水凝胶圆条从氯化钙溶液中分离出，平放到操作台上，用刀切除掉圆条两端已经交联的水凝胶部分，露出内部海藻酸钠溶液，然后向刚切开圆条的一端注射入去离子水，将未交联的海藻酸钠溶液洗出，得到水凝胶空管初级产品；
3)将上述水凝胶空管初级产品放入浓度为10-14mg/mL的氯化钙溶液中，进一步对其进行固化，制得海藻酸钠水凝胶空管。
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