CN114632445A - 一种复合医用生物高分子材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合医用生物高分子材料，所用的原料包括：可溶性甲壳素类高分子，氨基化透明质酸或阳离子透明质酸及去离子水，还包括交联剂和助溶剂其中的一种或多种；复合医用生物高分子材料的制备方法，将所有原料按照一定比例放置在搅拌装置中形成混合溶液；使搅拌装置中的混合溶液循环流动，利用喷射机构的反向推力带动所述喷射机构进行转，并在此过程中推动刮板机构在搅拌装置的内部进行上下往复移动，所述代加工产物经过烘干机烘干或冷冻干燥形成高分子材料产物；对可溶性甲壳素类高分子材料、阳离子透明质酸类高分子材料、交联剂结构设计、交联反应程度以及化学反应类型控制多个方面进行调节，得到一种最优的改性复合高分子材料产品。

Description

一种复合医用生物高分子材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种复合医用生物高分子材料及其制备方法。
背景技术
高分子材料的优良性能在医学中得到了广泛的用途，但在其制备的过程中存在着工艺繁琐，反应条件苛刻的现象，对于改善高分子材料的物理及化学性质的控制不够精准，在价格和制备工艺等方面并不具有很好的优势。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种复合医用生物高分子材料及其制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种复合医用生物高分子材料，所用的原料包括：可溶性甲壳素类高分子，氨基化透明质酸或阳离子透明质酸及去离子水，还包括交联剂和助溶剂其中的一种或多种。
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
第一步：将所有原料按照一定比例放置在搅拌装置中形成混合溶液；
第二步：通过驱动输送泵使搅拌装置中的混合溶液循环流动，利用混合溶液的流动冲击固定机构形成对喷射机构的反向推力带动所述喷射机构进行转，并在此过程中通过第一传动机构和第二传动机构的作用下推动刮板机构在搅拌装置的内部进行上下往复移动，充分搅拌后得到待加工产物；
第三步：将所述代加工产物盛放至金属模具当中冷藏后；所述代加工产物经过烘干机烘干或冷冻干燥形成高分子材料产物。
优选的，搅拌装置包括搅拌箱体，固定安装在所述搅拌箱体外部的输送泵，所述输送泵与所述搅拌箱体的底部之间通过导管相连通，每个所述导管与所述搅拌箱体的底部之间均设置有过滤网，所述搅拌箱体的内部同心设置有喷射机构及固定机构，所述固定机构与所述搅拌箱体之间固定连接，所述固定机构上还设置有刮板机构，所述喷射机构转动连接在所述搅拌箱体的内部，并且所述喷射机构的顶部与所述输送泵之间相连通，所述喷射机构与所述固定机构之间通过第一传动机构和第二传动机构之间传动连接。
优选的，所述固定机构包括固定连接在所述搅拌箱体内部的固定支架，所述固定支架的内表面均匀分布安装有弧形挡板，所述固定支架的两侧均转动连接有丝杆，所述固定支架上下滑动连接有刮板机构，两个所述丝杆均与所述刮板机构之间螺纹连接，所述固定支架的上下两侧均固定连接有斜齿环。
优选的，所述喷射机构包括转动连接在所述搅拌箱体上的导料管，所述导料管上固定连接有第一斜齿轮，所述导料管的下端固定连接有喷射支架，所述喷射支架的圆周方向上设置有喷射头，所述喷射头的喷射方向与所述导料管的径向方向之间具有夹角，所述喷射支架上下两端的两侧均转动连接有搅拌支架，每个所述搅拌支架在远离所述导料管的一端均固定连接有第二斜齿轮，所述第二斜齿轮与所述斜齿环之间传动连接。
优选的，所述第一传动机构包括转动连接在所述搅拌箱体上的传动转轴，所述传动转轴的两侧分别固定连接有第一传动轮与第三斜齿轮，所述第三斜齿轮与所述第一斜齿轮之间啮合连接。
优选的，所述第二传动机构包括滑动连接在所述搅拌箱体侧面的传动支架，所述传动支架与所述搅拌箱体之间设置有气缸，所述传动支架上转动连接有传动套筒，所述传动套筒套设在延伸出所述固定支架上端的所述丝杆上并与所述丝杆之间传动连接，所述传动套筒上固定连接有第二传动轮，所述第二传动轮与所述第一传动轮之间通过摩擦力传动连接。
优选的，所述烘干机烘干前持续搅拌所述混合溶液1－12h，然后在将所述混合溶液放入烘箱内干燥，烘箱温度设置为40℃，干燥时间为6－48h，待水份完全挥发后得到高分子生物膜。
优选的，所述冷冻干燥前持续搅拌所述混合溶液1－12h，然后在将所述混合溶液放入冷冻干燥机中干燥，水分挥发后，得到高分子生物海绵。
一种复合医用生物高分子材料的应用，所得到的高分子生物膜或高分子生物海绵，可用于医用敷料、药物缓释载体，透皮药物载体等医学应用。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过对可溶性甲壳素类高分子材料、阳离子透明质酸类高分子材料、交联剂结构设计、交联反应程度以及化学反应类型控制多个方面进行调节，得到一种最优的改性复合高分子材料产品。
2、该产品制备工艺简单，反应条件温度，且反应得到一种新型的复核生物高分子材料，其物理和化学性质发生改变，极大增加了其降解半衰期或溶解时间。
3、通过简单的冷冻和常温处理，且不采用任何强碱或强酸的反应条件合成化学交联的新型高分子材料。
4、该产品方便转化为不同领域的产品，可以用于医药领域，特别是应用在生物敷料、医美领域和药物缓控释用途上，尤其是医疗领域的应用中有极大的意义。
5、本发明的生物高分子材料未用到目前所报道的剧毒试剂，合成路线便于生产和质量控制，具有优异的稳定性、吸水性。
6、该产品在制备过程中可将搅拌箱体内壁上的粘连的混合溶液刮取下来，配合输送泵的完成混合溶液在搅拌过程中的溶液循环流动，进而防止带有粘性的溶液粘连在搅拌箱体的内壁上而影响装置的混合效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明搅拌装置的轴侧结构示意图；
图2是本发明搅拌装置的前侧结构示意图；
图3是本发明搅拌箱体的前侧结构示意图；
图4是本发明喷射机构的结构示意图；
图5是本发明固定机构的结构示意图；
图6是本发明第一传动机构及第二传动机构的结构示意图。
图中：1－搅拌箱体，2－输送泵，3－导管，4－过滤网，5－喷射机构，501－导料管，502－第一斜齿轮，503－喷射支架，504－喷射头，505－搅拌支架，506－第二斜齿轮，6－固定机构，601－固定支架，602－挡板，603－丝杆，604－斜齿环，7－刮板机构，8－第二传动机构，801－传动支架，802－气缸，803－传动套筒，804－第二传动轮，9－第一传动机构，901－传动转轴，902－第一传动轮，903－第三斜齿轮。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
下面结合图1－6说明本发明的具体实施方式，一种复合医用生物高分子材料的制备方法，第二步中搅拌装置包括搅拌箱体1，固定安装在所述搅拌箱体1外部的输送泵2，所述输送泵2与所述搅拌箱体1的底部之间通过导管3相连通，每个所述导管3与所述搅拌箱体1的底部之间均设置有过滤网4，所述搅拌箱体1的内部同心设置有喷射机构5及固定机构6，所述固定机构6与所述搅拌箱体1之间固定连接，所述固定机构6上还设置有刮板机构7，所述喷射机构5转动连接在所述搅拌箱体1的内部，并且所述喷射机构5的顶部与所述输送泵2之间相连通，所述喷射机构5与所述固定机构6之间通过第一传动机构9和第二传动机构8之间传动连接；由于在制备复合医用生物高分子材料的原料具有一定的粘性，原料容易沾在搅拌箱体1的内壁上，在搅拌混合的过程中容易出现死角，搅拌效果受到影响，该装置在搅拌使用的过程中通过采用强力输送泵2吸取的方式，使得混合溶液在搅拌箱体内流动循环，在通过刮板机构7的上下往复移动可将附着在搅拌箱体1内壁上的原料全部刮取下来，使其采用到混合溶液的循环中，进而提高装置的搅拌效果。
所述固定机构6包括固定连接在所述搅拌箱体1内部的固定支架601，所述固定支架601的内表面均匀分布安装有弧形挡板602，所述固定支架601的两侧均转动连接有丝杆603，所述固定支架601上下滑动连接有刮板机构7，两个所述丝杆603均与所述刮板机构7之间螺纹连接，所述固定支架601的上下两侧均固定连接有斜齿环604；通过在固定支架601的内侧设置挡板602，使得喷射机构5喷出的混合溶液在挡板602上作用产生反向推理，进而推动喷射机构5旋转，在通过第一传动机构9和第二传动机构8带动丝杆603进行旋转，利用与刮板机构7之间的螺纹连接带动刮板机构7进行上下往复移动，进而将附着在搅拌箱体1内壁上的粘性原料刮下来。
所述喷射机构5包括转动连接在所述搅拌箱体1上的导料管501，所述导料管501上固定连接有第一斜齿轮502，所述导料管501的下端固定连接有喷射支架503，所述喷射支架503的圆周方向上设置有喷射头504，所述喷射头504的喷射方向与所述导料管501的径向方向之间具有夹角，所述喷射支架503上下两端的两侧均转动连接有搅拌支架505，每个所述搅拌支架505在远离所述导料管501的一端均固定连接有第二斜齿轮506，所述第二斜齿轮506与所述斜齿环604之间传动连接；在使用的过程中通过驱动输送泵2使得搅拌箱体内部的混合溶液在搅拌的过程中循环流动，循环流动的混合溶液流经导料管501和喷射支架503由喷射头504喷出，使其喷出的混合溶液作用在挡板602上产生反向推力，进而使喷射机构5转动，喷射机构5在转动的过程中由于两侧设置的搅拌支架505上的第二斜齿轮506与斜齿环604啮合带动搅拌支架505进行转动，进而对搅拌箱体1内部的混合溶液进行搅拌，使其各原料之间充分混合。
所述第一传动机构9包括转动连接在所述搅拌箱体1上的传动转轴901，所述传动转轴901的两侧分别固定连接有第一传动轮902与第三斜齿轮903，所述第三斜齿轮903与所述第一斜齿轮502之间啮合连接；由于第三斜齿轮903与第一斜齿轮502之间啮合，第一斜齿轮502在转动的过程中将会带动第三斜齿轮903进行转动，进而通过传动转轴901带动固定连接在传动转轴901另一端的第一传动轮902进行转动。
所述第二传动机构8包括滑动连接在所述搅拌箱体1侧面的传动支架801，所述传动支架801与所述搅拌箱体1之间设置有气缸802，所述传动支架801上转动连接有传动套筒803，所述传动套筒803套设在延伸出所述固定支架601上端的所述丝杆603上并与所述丝杆603之间传动连接，所述传动套筒803上固定连接有第二传动轮804，所述第二传动轮804与所述第一传动轮902之间通过摩擦力传动连接；第一传动轮902在转动的过程中利用摩擦力带动第二传动轮804进行旋转，在进而通过传动套筒803带动转动带动丝杆603进行转动，由于固定支架601的在设置刮板机构7的一侧设置有接触式传感器，这样的设置可以在刮板机构7移动至丝杆603的上下两端时触碰接触式传感器，进而控制气缸的伸缩，由于气缸的伸缩将会切换在第二传动轮804在第一传动轮902的转动中心上下两侧的状态，进而可切换第二传动轮804的转动方向，控制丝杆603的正反转，进而控制刮板机构7移动至极限状态后改变其移动方向，使得刮板机构7在搅拌箱体的内壁上进行往复移动，可将搅拌箱体内壁上的粘连的混合溶液刮取下来，配合输送泵的完成混合溶液在搅拌过程中的溶液循环流动，进而防止带有粘性的溶液粘连在搅拌箱体的内壁上而影响装置的混合效果。
实施例一：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
第一步：称取可溶性甲壳素类高分子，氨基化透明质酸，去离子水，助溶剂按照按照一定比例放置在搅拌装置中形成混合溶液；
搅拌装置包括搅拌箱体，固定安装在所述搅拌箱体外部的输送泵，所述输送泵与所述搅拌箱体的底部之间通过导管相连通，每个所述导管与所述搅拌箱体的底部之间均设置有过滤网，所述搅拌箱体的内部同心设置有喷射机构及固定机构，所述固定机构与所述搅拌箱体之间固定连接，所述固定机构上还设置有刮板机构，所述喷射机构转动连接在所述搅拌箱体的内部，并且所述喷射机构的顶部与所述输送泵之间相连通，所述喷射机构与所述固定机构之间通过第一传动机构和第二传动机构之间传动连接；
第二步：通过驱动输送泵使搅拌装置中的混合溶液循环流动，利用混合溶液的流动冲击固定机构形成对喷射机构的反向推力带动所述喷射机构进行转，并在此过程中通过第一传动机构和第二传动机构的作用下推动刮板机构在搅拌装置的内部进行上下往复移动，充分搅拌后得到待加工产物；
所述固定机构包括固定连接在所述搅拌箱体内部的固定支架，所述固定支架的内表面均匀分布安装有弧形挡板，所述固定支架的两侧均转动连接有丝杆，所述固定支架上下滑动连接有刮板机构，两个所述丝杆均与所述刮板机构之间螺纹连接，所述固定支架的上下两侧均固定连接有斜齿环；
所述喷射机构包括转动连接在所述搅拌箱体上的导料管，所述导料管上固定连接有第一斜齿轮，所述导料管的下端固定连接有喷射支架，所述喷射支架的圆周方向上设置有喷射头，所述喷射头的喷射方向与所述导料管的径向方向之间具有夹角，所述喷射支架上下两端的两侧均转动连接有搅拌支架，每个所述搅拌支架在远离所述导料管的一端均固定连接有第二斜齿轮，所述第二斜齿轮与所述斜齿环之间传动连接；
所述第一传动机构包括转动连接在所述搅拌箱体上的传动转轴，所述传动转轴的两侧分别固定连接有第一传动轮与第三斜齿轮，所述第三斜齿轮与所述第一斜齿轮之间啮合连接；
所述第二传动机构包括滑动连接在所述搅拌箱体侧面的传动支架，所述传动支架与所述搅拌箱体之间设置有气缸，所述传动支架上转动连接有传动套筒，所述传动套筒套设在延伸出所述固定支架上端的所述丝杆上并与所述丝杆之间传动连接，所述传动套筒上固定连接有第二传动轮，所述第二传动轮与所述第一传动轮之间通过摩擦力传动连接；
第三步：将所述代加工产物盛放至金属模具当中冷藏后；所述代加工产物经过烘干机烘干得到高分子生物膜。
实施例二：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例一，不同的是在第一步；
称取可溶性甲壳素类高分子，阳离子透明质酸，去离子水，助溶剂按照按照一定比例放置在搅拌装置中形成混合溶液；
经过充分搅拌及烘干机烘干后，最终得到高分子生物膜。
实施例三：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例一，不同的是在第三步；
经过充分搅拌及冷冻干燥干后，最终得到高分子生物海绵。
实施例四：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例二，不同的是在第三步；
经过充分搅拌及冷冻干燥干后，最终得到高分子生物海绵。
实施例五：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例一与实施例二，与其不同的是；
称取可溶性甲壳素类高分子，氨基化透明质酸或阳离子透明质酸，去离子水，助溶剂按照按照一定比例放置在搅拌装置中形成混合溶液；并在混合时添加一定比例的交联剂；
经过烘干机烘干得到高分子生物膜。
实施例六：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例三与实施例四，与其不同的是；
称取可溶性甲壳素类高分子，氨基化透明质酸或阳离子透明质酸，去离子水，助溶剂按照按照一定比例放置在搅拌装置中形成混合溶液；并在混合时添加一定比例的交联剂；
经过充分搅拌及冷冻干燥干后，最终得到高分子生物海绵。
对比例：基于具体实施方式，可溶性甲壳素类高分子具体为取壳聚糖，交联剂机体为四臂聚乙二醇缩水甘油醚或八臂聚乙二醇缩水甘油醚，所述助溶剂为乳酸，并对其形成产物的溶解性及吸水性进行检测；
氨基化透明质酸(如式1)或阳离子透明质酸(如式2)的结构式为(包括但不限于同类结构)：
Figure BDA0003520480770000091
交联剂为末端为环氧基的双臂或多臂结构分子或醛基封端的双臂或多臂结构，如式3
Figure BDA0003520480770000092
Figure BDA0003520480770000101
对比例1：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法；基于实施例一；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+氨基化透明质酸1g(式1)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将溶液倒入金属模具中，放入冰箱冷冻3小时，冷冻温度为－20℃，然后放入干燥箱升温干燥，干燥温度30℃，干燥36小时，水分蒸发完全后，得到高分子生物膜。
对比例2：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例二；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+阳离子透明质酸1g(式2)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将溶液倒入金属模具中，放入冰箱冷冻3小时，冷冻温度为－20℃，然后放入干燥箱升温干燥，干燥温度30℃，干燥36小时，水分蒸发完全后，得到高分子生物膜。
对比例3：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例五；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+氨基化透明质酸1g(式1)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将四臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(4－ArmPEG－EPO，分子量5000)加入以上溶液，搅拌均匀后，将溶液倒入金属模具中，放入冰箱冷冻3小时，冷冻温度为－20℃，然后放入干燥箱升温干燥，干燥温度30℃，干燥36小时，水分蒸发完全后，得到高分子生物膜。
对比例4：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例五；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+阳离子透明质酸1g(式1)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将四臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(4－ArmPEG－EPO，分子量5000)加入以上溶液，搅拌均匀后，将溶液倒入金属模具中，放入冰箱冷冻3小时，冷冻温度为－20℃，然后放入干燥箱升温干燥，干燥温度30℃，干燥36小时，水分蒸发完全后，得到高分子生物膜。
对比例5：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例三；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+氨基化透明质酸1g(式1)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
对比例6：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例三；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+阳离子透明质酸1g(式2)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
对比例7：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例六；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+氨基化透明质酸1g(式1)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将四臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(4－ArmPEG－EPO，分子量5000)加入以上溶液，搅拌30min，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
对比例8：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于实施例六；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+阳离子透明质酸1g(式2)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将四臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(4－ArmPEG－EPO，分子量5000)加入以上溶液，搅拌30min，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
对比例9：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于对比例8；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+氨基化透明质酸1g(式1)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将八臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(8－ArmPEG－EPO，分子量10000)加入以上溶液，搅拌30min，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
对比例10：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于对比例9；
称取壳聚糖5g(粘度150mpa.s)+阳离子透明质酸1g(式2)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将八臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(8－ArmPEG－EPO，分子量10000)加入以上溶液，搅拌30min，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
对比例11：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于对比例7与对比例8；
称取壳聚糖6g(粘度150mpa.s)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将四臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(4－ArmPEG－EPO，分子量5000)加入以上溶液，搅拌30min，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
对比例12：
一种复合医用生物高分子材料的制备方法，基于对比例9与对比例10；
称取壳聚糖6g(粘度150mpa.s)，加去离子水200ml，再加乳酸4ml，搅拌溶解，将八臂聚乙二醇缩水甘油醚0.4g(8－ArmPEG－EPO，分子量10000)加入以上溶液，搅拌30min，将溶液倒入金属模具中，放入冻干机中预冷3小时，预冷温度为－40℃，升温加热，真空干燥，加热温度曲线为0.5℃/h，加热到30℃时，保持5h，得到高分子生物海绵。
溶解性的测定：
将实施例和对比例中的样品，取少量于50ml烧杯中，加入20ml PBS，浸泡，观察36h，记录样品的溶解情况。
表1各样品的溶解性测试数据
Figure BDA0003520480770000131
Figure BDA0003520480770000141
液体吸收性测试
实施例1－12中的样品，分别取0.1g(m1)于50ml烧杯中，缓慢加入30ml PBS，浸泡60min，倾倒多余纯化水，称含水样品重(m2)。每个实施例样品重复测定3次，取平均数。
液体吸收性＝(m2－m1)/m1
表2：实施例样品液体吸收性
实验组 液体吸收性
实施例1 溶解
实施例2 溶解
实施例3 溶解
实施例4 溶解
实施例5 5.6
实施例6 68.8
对比例1 溶解
对比例2 溶解
对比例3 9.6
对比例4 10.1
对比例5 溶解
对比例6 溶解
对比例7 146.5
对比例8 150.6
对比例9 210.3
对比例10 198.4
对比例11 108.6
对比例12 130.4
细胞毒性实验：
本实验根据《GB/T 16886.5－2003医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性试验》，检测材料的潜在细胞毒性。将测试样品、阴性对照品(高密度聚乙烯)、阳性对照品(0.5％苯酚)置于无血清MEM培养基里37℃浸提24小时。L929成纤维单层细胞养成后，吸出原来的培养液，用浸提液培养，在37℃，5％二氧化碳培养箱中培养24－26小时。然后去除培养基，加入MTT(3－(4，5－二甲基噻唑－2)－2，5－二苯基四氮唑溴盐)溶液，继续培养2小时。最后移去MTT溶液，加入异丙醇进行溶解。测试样品的细胞活力根据与空白对照比较得到。活细胞减少会导致测试样品中代谢活动减少。这减少又直接与蓝紫色结晶甲臜形成相关，这一变化能在570nm波长处测定其吸光度的改变。
测试样品进行三个平行重复试验，测定细胞存活率。
测试方法：
将已培养48h－72h生长旺盛的细胞消化后配制成密度1.0×105个/mL接种于96孔板中，每孔100uL。待细胞长成单层后，去除原来的培养液，分别加入100uL浸提液、空白对照浸提液、阳性对照液(100％)和阴性对照液(100％)，每组3个复孔，空白对照浸提液加入到96孔板第2竖排和第11竖排中。加样完成后，将96孔板置于37℃，5％CO2培养箱培养24小时。培养24h后，吸出原来的培养液，每孔加50uL MTT(1mg/mL)，继续培养2小时，结束后吸出上清，加100uL 99.9％纯度的异丙醇溶解结晶；在酶标仪上以570nm为波长测定吸光度值。
细胞存活率就是样品测量值与对照细胞的比值，根据下列公式进行计算：
细胞活力＝OD570样品/OD570空白×100％
OD570样品是空白孔修正后的测试样品或对照的吸光度均值；
OD570空白是空白孔修正后的空白对照的吸光度均值；
表3：实施例样品细胞活力
实验组 细胞活力
阳性对照 0.9％
阴性对照 99.8％
实施例1 25.6％
实施例2 19.8％
实施例3 25.8％
实施例4 30.1％
实施例5 66.7％
实施例6 93.1％
对比例1 25.9％
对比例2 30.6％
对比例3 50.9％
对比例4 61.8％
对比例5 30.2％
对比例6 20.8％
对比例7 80.3％
对比例8 77.9％
对比例9 90.6％
对比例10 89.9％
对比例11 87.1％
对比例12 101.9％
由以上测试数据可知，采用本发明的简单的生产工艺对壳聚糖和阳离子透明质酸进行化学交联后，抗溶解性得到了极大的提高，并且反应添加剂和助溶剂的引入没有引起细胞毒性，并且，交联后，细胞毒性大大下降，液体吸收性也有了明显提高。本发明的生物高分子材料未用到目前所报道的剧毒试剂，合成路线便于生产和质量控制，具有优异的稳定性和优良的细胞相容性。通过简单的冷冻和常温处理，且不采用任何酸酐、强碱或强酸的反应条件合成化学交联的新型高分子材料，本发明为首次报道。通过本发明的实施例和测试数据可知，本发明可以方便转化为不同领域的产品，将在各领域尤其是医疗领域的应用中有极大的意义。
本发明一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其装置的工作原理为：
在使用的过程中通过驱动输送泵2使得搅拌箱体内部的混合溶液在搅拌的过程中循环流动，循环流动的混合溶液流经导料管501和喷射支架503由喷射头504喷出，使其喷出的混合溶液作用在挡板602上产生反向推力，进而使喷射机构5转动，喷射机构5在转动的过程中由于两侧设置的搅拌支架505上的第二斜齿轮506与斜齿环604啮合带动搅拌支架505进行转动，进而对搅拌箱体1内部的混合溶液进行搅拌，使其各原料之间充分混合；由于第三斜齿轮903与第一斜齿轮502之间啮合，第一斜齿轮502在转动的过程中将会带动第三斜齿轮903进行转动，进而通过传动转轴901带动固定连接在传动转轴901另一端的第一传动轮902进行转动；第一传动轮902在转动的过程中利用摩擦力带动第二传动轮804进行旋转，在进而通过传动套筒803带动转动带动丝杆603进行转动，由于固定支架601的在设置刮板机构7的一侧设置有接触式传感器，这样的设置可以在刮板机构7移动至丝杆603的上下两端时触碰接触式传感器，进而控制气缸的伸缩，由于气缸的伸缩将会切换在第二传动轮804在第一传动轮902的转动中心上下两侧的状态，进而可切换第二传动轮804的转动方向，控制丝杆603的正反转，进而控制刮板机构7移动至极限状态后改变其移动方向，使得刮板机构7在搅拌箱体的内壁上进行往复移动，可将搅拌箱体内壁上的粘连的混合溶液刮取下来，配合输送泵的完成混合溶液在搅拌过程中的溶液循环流动，进而防止带有粘性的溶液粘连在搅拌箱体的内壁上而影响装置的混合效果。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合医用生物高分子材料，其特征在于：所用的原料包括：可溶性甲壳素类高分子，氨基化透明质酸或阳离子透明质酸及去离子水，还包括交联剂和助溶剂其中的一种或多种。
2.一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
第一步：将所有原料按照一定比例放置在搅拌装置中形成混合溶液；
第二步：通过驱动输送泵(2)使搅拌装置中的混合溶液循环流动，利用混合溶液的流动冲击固定机构(6)形成对喷射机构(5)的反向推力带动所述喷射机构(5)进行转，并在此过程中通过第一传动机构(9)和第二传动机构(8)的作用下推动刮板机构(7)在搅拌装置的内部进行上下往复移动，充分搅拌后得到待加工产物；
第三步：将所述代加工产物盛放至金属模具当中冷藏后；所述代加工产物经过烘干机烘干或冷冻干燥形成高分子材料产物。
3.根据权利要求2所述的一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：搅拌装置包括搅拌箱体(1)，固定安装在所述搅拌箱体(1)外部的输送泵(2)，所述输送泵(2)与所述搅拌箱体(1)的底部之间通过导管(3)相连通，每个所述导管(3)与所述搅拌箱体(1)的底部之间均设置有过滤网(4)，所述搅拌箱体(1)的内部同心设置有喷射机构(5)及固定机构(6)，所述固定机构(6)与所述搅拌箱体(1)之间固定连接，所述固定机构(6)上还设置有刮板机构(7)，所述喷射机构(5)转动连接在所述搅拌箱体(1)的内部，并且所述喷射机构(5)的顶部与所述输送泵(2)之间相连通，所述喷射机构(5)与所述固定机构(6)之间通过第一传动机构(9)和第二传动机构(8)之间传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：所述固定机构(6)包括固定连接在所述搅拌箱体(1)内部的固定支架(601)，所述固定支架(601)的内表面均匀分布安装有弧形挡板(602)，所述固定支架(601)的两侧均转动连接有丝杆(603)，所述固定支架(601)上下滑动连接有刮板机构(7)，两个所述丝杆(603)均与所述刮板机构(7)之间螺纹连接，所述固定支架(601)的上下两侧均固定连接有斜齿环(604)。
5.根据权利要求4所述的一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：所述喷射机构(5)包括转动连接在所述搅拌箱体(1)上的导料管(501)，所述导料管(501)上固定连接有第一斜齿轮(502)，所述导料管(501)的下端固定连接有喷射支架(503)，所述喷射支架(503)的圆周方向上设置有喷射头(504)，所述喷射头(504)的喷射方向与所述导料管(501)的径向方向之间具有夹角，所述喷射支架(503)上下两端的两侧均转动连接有搅拌支架(505)，每个所述搅拌支架(505)在远离所述导料管(501)的一端均固定连接有第二斜齿轮(506)，所述第二斜齿轮(506)与所述斜齿环(604)之间传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：所述第一传动机构(9)包括转动连接在所述搅拌箱体(1)上的传动转轴(901)，所述传动转轴(901)的两侧分别固定连接有第一传动轮(902)与第三斜齿轮(903)，所述第三斜齿轮(903)与所述第一斜齿轮(502)之间啮合连接。
7.根据权利要求6所述的一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：所述第二传动机构(8)包括滑动连接在所述搅拌箱体(1)侧面的传动支架(801)，所述传动支架(801)与所述搅拌箱体(1)之间设置有气缸(802)，所述传动支架(801)上转动连接有传动套筒(803)，所述传动套筒(803)套设在延伸出所述固定支架(601)上端的所述丝杆(603)上并与所述丝杆(603)之间传动连接，所述传动套筒(803)上固定连接有第二传动轮(804)，所述第二传动轮(804)与所述第一传动轮(902)之间通过摩擦力传动连接。
8.根据权利要求2所述的一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：所述烘干机烘干前持续搅拌所述混合溶液1－12h，然后在将所述混合溶液放入烘箱内干燥，烘箱温度设置为40℃，干燥时间为6－48h，待水份完全挥发后得到高分子生物膜。
9.根据权利要求2所述的一种复合医用生物高分子材料的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥前持续搅拌所述混合溶液1－12h，然后在将所述混合溶液放入冷冻干燥机中干燥，水分挥发后，得到高分子生物海绵。
10.一种复合医用生物高分子材料的应用，其特征在于：所得到的高分子生物膜或高分子生物海绵，可用于医用敷料、药物缓释载体，透皮药物载体等医学应用。
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