CN108651329B - 透明仿生蛋壳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透明仿生蛋壳，包括设置有一开口的透明壳体，以及位于所述开口处用于封闭所述壳体的封口膜，所述壳体的壳壁上设置有多排孔，孔中填有碳酸钙填料；所述壳体的整个外表面完全贴合有外膜。本发明还公开了上述透明仿生蛋壳的制备方法。本发明结构简单，在孵化箱内孵化使用方便，而且该仿生蛋壳能够保持生物化学性能稳定，能很好地实现孵化效果；便于随时观察孵化过程，即不需要在孵化过程再开窗口或者破坏蛋壳即可随时观察孵化过程。
Description
技术领域
本发明涉及禽蛋类动物孵化仿生技术领域，特别是涉及一种透明仿生蛋壳及其制备方法。
背景技术
通常情况下，蛋壳的孵化主要依靠自然和人工孵化实现，自然蛋壳具备一定的提供活胚胎骨胳发育的钙质和保护受精卵的屏障，能在蛋壳内部保持生物化学性能稳定，但是在孵化过程需要人为破坏蛋壳或者开窗口才能观察胚体在壳体内部发育情况。对于采用透明非自身种蛋蛋壳的实例为数不多，大部分研究仍处于借助于自然蛋壳自身设计阶段，实用性的发明技术寥寥无几，可见透明仿生蛋壳技术的研究仍有很大的应用前景。
中国发明专利CN101020898B公开了一种利用种蛋自身蛋壳开窗操作和孵化鸡胚的方法，该方法中的蛋壳通过在种蛋自身蛋壳开窗操作和孵化鸡胚。但是该技术存在的最大缺陷是在不透明的种蛋自身蛋壳上开窗口操作暂时中断孵化过程，影响实验结果的准确性，且观察角度与范围受到局限。另外，为了挽救已经灭绝或者濒临灭绝的鸟类等禽蛋类动物，显然使用鸡蛋蛋壳孵化已不能满足其形状和规格大小在不同种群之间应用。
发明内容
基于上述缺陷，本发明的目的在于提供一种透明仿生蛋壳，该透明仿生蛋壳结构简单，在孵化箱内孵化使用方便，而且该透明仿生蛋壳能够保持生物化学性能稳定，便于随时观察孵化过程，能很好地实现孵化效果。
本发明的另一目的在于提供上述透明仿生蛋壳的制备方法。
上述目的是通过以下技术方案实现的：
根据本发明的一个方面，本发明提供的透明仿生蛋壳，包括设置有一开口的透明壳体，以及位于所述开口处用于封闭所述壳体的封口膜，所述壳体的壳壁上设置有多排孔，孔中填有碳酸钙填料；所述壳体的外表面贴合有外膜。
优选地，所述壳体的内表面还设置有内膜，所述内膜为依次涂抹在壳体内表面的抗生素底层和二甲基硅油表面层。
优选地，所述壳体的材料为热塑性塑料。更优选地，所述壳体的材料为聚氯乙烯，聚乙烯，或者聚氯乙烯与羟基磷酸钙聚合材料中的一种。
优选地，所述封口膜的材料为透明材料，所述外膜的材料为透明材料。更优选地，所述封口膜和所述外膜均采用透明单面胶膜，可以为创可贴单面胶膜。
优选地，所述多排孔之间相互平行，且相邻的两排孔错位排列。
根据本发明的另一方面，本发明提供的上述透明仿生蛋壳的制备方法，包括以下步骤：
S01，制作设置有一开口的透明壳体，在壳体的壳壁上打孔；
S02，碳酸钙填料的配制与填入：将食用碳酸钙粉与鸡蛋蛋壳粉末以2：1比例混合，加入鸡蛋清搅拌均匀，填入壳体的孔中，晾干3～5天；
S03，清理壳体的内外表面，自然晾干；
S04，涂抹内膜：在壳体的内表面涂抹抗生素底层，晾干10min，接着涂抹二甲基硅油表面层，自然晾干；
S05，贴透明外膜：将透明外膜与壳体整个外表面完全贴合；
S06，封口膜封口：将种蛋内容物转移至壳体内，将封口膜贴在开口处的壳体上，密封壳体。
优选地，在S01步骤中，壳体采用的材料为透明热塑性塑料，壳体的成型方式为吹塑成型或者3D打印成型，壳体的形状为蛋壳状。进一步地，将所述壳体的一端切割形成一个圆形的开口。
优选地，在S02步骤中，鸡蛋蛋壳粉末的颗粒度为100目～150目。
优选地，在S04步骤中，所述抗生素底层是由青霉素、链霉素、两性霉素三种抗生素混合后涂抹而成，所述抗生素底层的厚度为0.05mm～0.1mm；所述二甲基硅油表面层的厚度为0.1mm～0.2mm。
优选地，在S05步骤中，贴合的外膜不高于壳体开口端水平面。外膜采用一次成型的贴合方式完全贴合到壳体整个外表面。
有益效果：
本发明提供的透明仿生蛋壳不仅结构简单，在孵化箱内孵化使用方便，而且该透明仿生蛋壳能够保持生物化学性能稳定，不需要孵化过程再开窗口或者破坏蛋壳即可随时观察孵化过程，且可根据使用禽蛋类动物种类，调整蛋壳的大小而形成不同的系列，来满足不同的禽蛋类动物种群的需要。
本发明中的外膜紧紧贴合在壳体的整个外表面，将壳体完全包裹，约束孵化内容物外漏，保证微生物入侵时能阻挡在外膜的外侧，限制空气和壳体之间产生间隙间隔，采用一次成型贴合方式使得贴合效果更好；内膜中抗生素底层和二甲基硅油表面层的涂抹不仅抑制和杀灭种蛋储存过程入侵的少量细菌、微生物和病毒，能够润滑、抗凝固、延长贮存时间，而且，在孵化过程翻蛋时还可缓冲种蛋内容物与壳体表面的冲击和剪切应力；封口膜使得在种蛋孵化过程隔绝少量细菌、微生物和病毒的入侵；碳酸钙填料填充于所述壳体所有孔内，为孵化过程提供胚体骨胳发育所需要的钙质。
本发明可应用于不同种群的禽蛋类动物和灭绝(或濒临灭绝)鸟类等禽蛋类动物的人工孵化、医学抑制肿瘤药剂实验—绒毛尿囊膜培养模型CAM，便于直接观察仿生蛋壳在孵化过程中注射肿瘤药剂对绒毛尿囊膜产生区域内血管变化情况。
附图说明
图1是本发明透明仿生蛋壳的壳体结构示意图；
图2是图1填入碳酸钙填料后A-A处的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
图1示出了本发明透明仿生蛋壳的壳体结构示意图，图2示出了在图1中填入碳酸钙填料后A-A处的剖面示意图；如图1和2所示，本发明提供的一种透明仿生蛋壳，该仿生蛋壳包括设置有一开口1的透明壳体2，以及位于所述开口1处用于封闭所述壳体2的封口膜，所述壳体2的壳壁上设置有多排孔，孔中填有碳酸钙填料4；所述壳体2的整个外表面贴合有外膜5。
本发明中，所述壳体2的内表面还设置有内膜3，所述内膜3为依次涂抹在壳体2的内表面的抗生素底层和二甲基硅油表面层。
本发明还提供一种上述透明仿生蛋壳的制备方法，包括以下步骤，但其操作顺序不限于此：制作设置有一开口1的透明壳体2，在壳体2的壳壁上打孔；碳酸钙填料4的配制与填入：将食用碳酸钙粉与鸡蛋蛋壳粉末以2：1比例混合，加入鸡蛋清搅拌均匀，填入壳体2的孔中，晾干3～5天；清理壳体2的内外表面，自然晾干；涂抹内膜3：在壳体2的内表面涂抹抗生素底层，晾干10min，接着涂抹二甲基硅油表面层，自然晾干；贴透明外膜5：将透明外膜5与壳体2的整个外表面贴合；封口膜封口：将种蛋内容物转移至壳体2内，将封口膜贴在开口1处的壳体2上，密封壳体2。
下面以仿生鸡蛋蛋壳为例，来详细描述本发明透明仿生蛋壳的制备方法，其操作顺序不限于此：
1、鸡蛋蛋壳粉末的制作
取白色蛋壳的鸡蛋10枚，清洗干净，放入锅内煮熟，取出并剥离出蛋壳，去除蛋壳内膜，用酒精浸泡15min，取出晾干，把鸡蛋壳打碎成粉末状，粉末颗粒度要求在100目～150目，倒入消毒过的玻璃器皿中密闭保存，备用。
2、鸡蛋清的抽取
取新鲜鸡蛋，清洗干净，酒精消毒后，使用开蛋器把大端打开，再用塑料吸管将蛋内的鸡蛋清抽出，转移到干净的玻璃瓶内密封保存，随用随取。
3、壳体的激光切割制作
壳体是由聚氯乙烯(PVC)采用吹塑成型方式制作而成，但本发明制作壳体的不限于此，也可以是其他透明的热塑性塑料，如可以聚乙烯(PE)或者聚氯乙烯与羟基磷酸钙聚合材料等，成型方式也不限于此，可以是3D打印成型等成型方式。本实施例中，壳体是取厚度为0.1mm的聚氯乙烯(PVC)材料采用吹塑成型方式制作而成，且为了操作方便，壳体采用上下两部分出模的形式制作，在上下两部分的边缘处设置有相匹配的结合面，通过该结合面将上下两部分结合起来，形成蛋壳状的壳体，本发明壳体的制作出模方式不限于此，也可以是以整体形式出模。出模结合后的壳体2为蛋壳状，近似椭球状，且为上端圆下端略尖的透明PVC壳体2。本实施例以仿生鸡蛋蛋壳为例，故该透明仿生蛋壳的外观尺寸取鸡蛋的平均值。选取的壳体2的短轴直径是48mm，长轴方向的最大尺寸是60mm。
然后，在壳体2的壳壁上采用激光切割机均匀切割5排相互平行的孔，且为圆孔，每一排孔位于壳体的一个圆周曲面上，每排孔的数目是17个，共85个圆孔。其中，每个孔的孔径是1mm～3mm，每相邻的两行孔或每相邻的两列孔(上下、左右)之间的间距均为10mm，且上下两排中心错位排列。各排孔的具体布置情况：第一排孔距离上口边缘处5mm，在其所在圆周方向均匀排列，孔的数目是17；第二排孔距离第一排孔(错位排列)的中心距离是10mm，在圆周方向均匀排列，孔的数目是17；第三、四、五排依次类推。
接着，在壳体2圆的一端，切割出一个直径是34mm～42mm的圆孔，即为开口1，清理壳体2表面的残渣、渣瘤。
4、碳酸钙填料的配制
将食用碳酸钙粉与上述制备好的鸡蛋蛋壳粉末以2:1比例的配料，放入50ml容量的烧杯内混合，搅拌均匀，用吸管滴加抽取好的鸡蛋清充分搅拌均匀，搅拌至粘稠合适后，盖好烧杯，静置10分钟，再搅拌均匀。其中，本实施例中采用鸡蛋蛋壳粉末与使用碳酸钙粉混合，但不限于此。
5、塞入碳酸钙填料
使用干净的棉棒蘸上上述制备好的碳酸钙填料4填入PVC壳体2的直径1mm～3mm的所有圆孔内，为孵化过程提供胚体骨胳发育所需要的钙质。具体操作动作要领是：用消毒过的手指从壳体2的内侧顶住，使用棉棒的端头部位从壳体2的外侧塞实、压平，不得有疏松、气孔、间隙等缺陷。依次操作把所有的孔全部塞入碳酸钙填料4，依次放入消毒过的托盘内自然晾干3～5天。其中，鸡蛋清作为粘结剂使得碳酸钙填料4与孔很好的连接。
6、清理壳体的内、外表面
用两只200ml烧杯，分别倒入酒精和蒸馏水约150ml，使用镊子把上述晾干的壳体2分别夹入盛着蒸馏水和酒精的两个杯子内进行清洗、消毒，配合使用棉棒和镊子把壳体2的内、外表面和孔周围的沾有碳酸钙残渣的部位清理干净后，再依次夹入盛着蒸馏水和酒精的两个杯子内进行清洗消毒。将其取出，放入消毒过的托盘内自然晾干即可。
7、内膜制备
透明仿生蛋壳的内膜3是由青霉素、链霉素、两性霉素三种抗生素混合涂层与二甲基硅油涂层组成的复合涂层。内膜中抗生素底层和二甲基硅油表面层的涂抹不仅抑制和杀灭种蛋储存过程入侵的少量细菌、微生物和病毒，能够润滑、抗凝固、延长贮存时间；而且在孵化过程翻蛋时，还可缓冲种蛋内容物与壳体表面的冲击和剪切应力。其具体操作步骤是：首先，取1只200ml烧杯倒入约150ml、75％的酒精，使用镊子把上述晾干的壳体2夹入烧杯内进行酒精消毒，取出放入到消毒过托盘内晾干。然后，将浓度为2％～6％的青霉素、链霉素和两性霉素三种抗生素混合作为抗生素底层均匀涂抹在所述壳体2的内表面(填料处也涂抹)，该抗生素底层厚度是0.05mm～0.1mm，晾干10分钟。接着，将少量透明无毒无味的二甲基硅油从瓶中倒入玻璃器皿内，使用木棉棒蘸取硅油，用力均匀、轻柔涂刷到壳体2的内表面作为表面层，该表面层的厚度是0.1mm～0.2mm，然后依次放入消毒过的托盘内自然晾干即可。
8、贴透明外模
透明仿生蛋壳的外模是将壳体2的外表面完全包裹的透明单面胶膜，一次性成型贴合密封，具体为创可贴单面胶膜，将该外膜5有单面胶体的一面粘贴在壳体2的外表面。其具体操作步骤是：
首先，用剪刀截取长×宽为205mm×200mm的透明创可贴单面胶膜，其具有亮光纸、胶膜(工作膜)、以及透明塑料层三层，总厚度是0.5mm，胶膜厚度是0.1mm。撕掉塑料层，然后一边撕亮光纸一边迅速将胶膜与壳体2外表面一次性成型贴合紧密，从壳体2的底端贴至开口1处，在壳体2的开口1处拧上并拧紧，再使用棉线系紧固定，注意贴合过程中不要破坏胶膜，其中，采用一次成型贴合方式使得贴合效果更好。
然后，使用医药胶带在壳体2的合模接合部位处(即上下两部分的结合面处)粘贴一圈，以固定胶膜与蛋壳，同时增加黏着强度，
接着，再使用医药胶带从壳体2开口1处周围粘贴一圈，以固定胶膜和壳体2的开口1处接合部位，同时增加粘着强度。
最后，放入托盘内静置，待胶膜和壳体2外表面充分贴合、定型后，用剪刀沿着开口1处的胶膜与棉绳一起剪掉，并使用剪刀处理开口1处表面，保证胶膜贴合平整，且胶膜不得高于开口1端平面，使得胶膜、医用胶带尽可能贴合紧致不脱胶。外膜紧贴在壳体外表面，约束孵化内容物外漏，保证微生物入侵时能阻挡在外膜的外侧，限制空气和壳体之间产生间隙间隔。
9、封口膜的封口及孵化
首先，将所要孵化的种蛋打开，使用保鲜膜从开口处转移至仿生蛋壳内，均匀滴入配制浓度均为2％～6％的青霉素、链霉素和两性霉素三种抗生素，立即使用透明创可贴单面胶膜的封口膜贴向开口端，封闭壳体2，开口端四周贴严，阻断受精卵胚体与空气接触，使得在种蛋孵化过程隔绝少量细菌、微生物和病毒的入侵，更好的完成种蛋的孵化。
然后，将该仿生蛋壳整体消毒后放入通电的孵化箱内，启动孵化箱进入工作状态，孵化参数确定为：孵化温度38.5℃，相对湿度90％～95％。至此，仿生蛋壳的制备及孵化准备工作全部完成。
本发明中，整个操作过程都要注意佩戴无菌医用手套、医用口罩，且整个操作过程均是在无菌状态下操作，使用75％酒精进行各个操作环节的消毒。
以上结合附图对本发明优选实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种透明仿生蛋壳，其特征在于，包括设置有一开口的透明壳体，以及位于所述开口处用于封闭所述壳体的封口膜，
所述壳体的壳壁上设置有多排孔，孔中填有碳酸钙填料；
所述壳体的外表面贴合有外膜。
2.如权利要求1所述的透明仿生蛋壳，其特征在于，所述壳体的内表面还设置有内膜，所述内膜为依次涂抹在壳体内表面的抗生素底层和二甲基硅油表面层。
3.如权利要求1所述的透明仿生蛋壳，其特征在于，所述壳体的材料为热塑性塑料。
4.如权利要求3所述的透明仿生蛋壳，其特征在于，所述壳体的材料为聚氯乙烯，聚乙烯，或者聚氯乙烯与羟基磷酸钙聚合材料中的一种。
5.如权利要求1所述的透明仿生蛋壳，其特征在于，所述封口膜和所述外膜的材料均为透明材料。
6.如权利要求1所述的透明仿生蛋壳，其特征在于，所述多排孔之间相互平行，且相邻的两排孔错位排列。
7.一种如权利要求2所述的透明仿生蛋壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01，制作设置有一开口的透明壳体，在壳体的壳壁上打孔；
S02，碳酸钙填料的配制与填入：将食用碳酸钙粉与鸡蛋蛋壳粉末以2：1比例混合，加入鸡蛋清搅拌均匀，填入壳体的孔中，晾干3～5天；
S03，清理壳体的内外表面，自然晾干；
S04，涂抹内膜：在壳体的内表面涂抹抗生素底层，晾干10min，接着涂抹二甲基硅油表面层，自然晾干；
S05，贴透明外膜：将透明外膜与壳体整个外表面完全贴合；
S06，封口膜封口：将种蛋内容物转移至壳体内，将封口膜贴在开口处的壳体上，密封壳体。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在S01步骤中，壳体采用的材料为透明热塑性塑料，壳体的成型方式为吹塑成型或者3D打印成型，壳体的形状为蛋壳状。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在S04步骤中，所述抗生素底层是由青霉素、链霉素、两性霉素三种抗生素混合后涂抹而成，所述抗生素底层的厚度为0.05mm～0.1mm；所述二甲基硅油表面层的厚度为0.1mm～0.2mm。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在S05步骤中，贴合在壳体外表面的外膜不高于壳体开口端平面。
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