CN117018957A - 一种低温乳化超声制备plga包埋乳糖阴道凝胶的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，属于乳糖制备技术领域。包括相互串联连接的原料预处理单元、低温乳化超声单元、PLGA包埋单元和凝胶制备单元，所述原料处理单元和低温乳化超声单元还连接有智能控制单元；所述PLGA包埋单元包括微流控芯片，所述微流控芯片内部设有微孔道，用于将乳液与凝胶基质混合，所述微流控芯片表面安装有微流控泵，用于控制乳液的流量，所述微流控芯片后端还连接有微流控控制器，用于调节微流控的参数，所述PLGA包埋单元用于将乳液与凝胶基质混合，得到PLGA包埋乳糖的阴道凝胶。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，属于乳糖制备技术领域。
背景技术
目前，乳糖作为药用辅料在阴道制剂中具有益生元作用，能够被益生菌消化产生乳酸，从而维持健康的阴道环境。为了实现乳糖的持续释放和形成阴道内的粘膜屏障，采用PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)作为载体制备凝胶是一种有效的方法。然而，传统的制备方法难以实现乳糖与PLGA的均匀混合和持续释放。
有鉴于上述的缺陷，本发明以期创设一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备。以实现乳糖与PLGA的均匀混合和持续释放。
本发明的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，包括相互串联连接的原料预处理单元、低温乳化超声单元、PLGA包埋单元和凝胶制备单元，所述原料处理单元和低温乳化超声单元还连接有智能控制单元；
所述PLGA包埋单元包括微流控芯片，所述微流控芯片内部设有微孔道，用于将乳液与凝胶基质混合，所述微流控芯片表面安装有微流控泵，用于控制乳液的流量，所述微流控芯片后端还连接有微流控控制器，用于调节微流控的参数，所述PLGA包埋单元用于将乳液与凝胶基质混合，得到PLGA包埋乳糖的阴道凝胶。
进一步的，所述微流控芯片内部的微孔道通道孔径为5～20μm，所述微通道可以包含多个微小孔，数量为200～800个，分布形式为网格状。
进一步的，所述原料预处理单元包括混合罐，所述混合罐为桶状容器结构，顶部设有开口，用于添加乳糖和PLGA，在所述混合罐内部还安装有搅拌器，用于混合乳糖和PLGA，所述混合罐和低温乳化超声单元之间通过料液输送管连通连接，在料液输送管上依次设置有计量泵和流量计，所述计量泵用于控制料液的流量，流量计用于测量料液的流量。
进一步的，所述低温乳化超声单元包括超声发生器，用于产生超声波，所述超声发生器底部连接有超声探头，用于将超声波传递到料液中，所述低温乳化超声单元内壁上还安装有温度传感器，用于监测料液的温度，所述低温乳化超声单元出口处设置有料液过滤器和压力泵，所述料液过滤器用于过滤乳化后的料液，压力泵和料液过滤器连接，用于控制料液的压力，所述低温乳化超声单元在0-4度的低温环境下对初步混合物进行乳化处理，形成乳糖与PLGA的乳液。
进一步的，所述凝胶制备单元包括圆柱形罐体结构的混合罐，在所述混合罐底部设置有冷却装置，用于保持反应所需低温环境，在混合罐的内部还安装有搅拌器，用于混合乳液和凝胶基质的混合，在混合罐的出口端还安装有输送泵，用于输送制备好的阴道凝胶。
进一步的，所述凝胶制备单元工作温度为0～4℃，在低温范围内，以确保乳糖和PLGA的稳定性，工作压力为300Pa～2kPa工作，以确保阴道凝胶的稳定性和持续释放性。
进一步的，所述智能控制单元包括控制器，用于控制整个制剂设备的运行，所述控制器分别与触摸屏、温度控制器、压力控制器和流量控制器串联连接，所述触摸屏用于显示和输入参数，所述温度控制器与温度传感器电性连接，用于调节温度，所述压力控制器与压力泵信号连接，用于调节压力，所述流量控制器与流量计信号连接，用于调节流量。
进一步的，所述低温乳化超声单元工作温度为0-4℃，以确保乳糖的活性。
一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备生产阴道凝胶的方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按质量比乳糖：PLGA＝1：5准备乳糖和PLGA作为原材料；
(2)原料混合：将乳糖和PLGA放入混合罐中，启动搅拌器以混合原料，使用计量泵和流量计控制料液的流量，将混合好的原料输送到低温乳化超声单元；
(3)低温乳化：在低温乳化超声单元中，确保温度保持在0～4℃之间，使用超声发生器产生超声波，超声探头将超声波传递到混合物中，进行低温乳化，温度传感器用于监测料液的温度，使用压力泵和料液过滤器控制料液的压力，以确保乳糖和PLGA在低温下乳化；
(4)PLGA包埋：乳化后的料液进入PLGA包埋单元，在微流控芯片内部，乳化的乳糖和PLGA与凝胶基质混合，形成PLGA包埋乳糖的乳胶，使用微流控泵控制乳液的流量，确保充分混合，微流控控制器用于调节微流控的参数，以确保混合效果；
(5)凝胶制备：PLGA包埋乳糖的乳胶进入凝胶制备单元，在混合罐内，保持低温环境，使用搅拌器将乳胶和凝胶基质充分混合，输送泵将制备好的阴道凝胶输送到收集容器中即可。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1.低温均匀混合：设备采用低温乳化超声技术，能够在低温环境下将乳糖和PLGA均匀混合。低温环境有助于维持乳糖的活性和稳定性，确保其在阴道凝胶中的均匀分布。
2.有利于持续释放：由于乳糖与PLGA均匀混合，并在制备过程中得到包埋，制备的阴道凝胶能够实现持续释放乳糖的效果。这种持续释放有助于维持阴道内的益生菌活性，从而长时间维护健康的阴道环境。
3.微流控技术：设备中采用微流控芯片，用于将乳糖和PLGA混合。微流控技术可以精确控制流体的流量和混合，确保均匀的分布和混合。有利于产品的均一性。
4.智能控制系统：设备配备了智能控制单元，可以监控和调节整个制备过程中的温度、压力和流量等参数，以确保制备的凝胶质量和性能稳定。
此外：
1.低温乳化超声技术：低温乳化超声技术是本设备的关键技术。通过在0-4℃的低温环境下，将乳糖和PLGA混合，然后应用超声波进行乳化。低温有助于维持乳糖的活性，而超声波则可以将两种物质均匀混合并形成乳液。这确保了乳糖与PLGA的均匀分布。
2.微流控技术：微流控芯片的使用是为了更好地控制乳糖和PLGA的混合过程。微通道设计允许精确地控制流体的流动速度和混合程度，以确保最终制备的凝胶具有均匀的成分分布。
传统方法可能在乳糖和PLGA的均匀混合、乳糖的活性，以及持续释放方面存在挑战。本设备通过低温乳化超声技术和微流控技术的应用，克服了这些挑战，确保了均匀混合和持续释放。低温环境维持乳糖活性，超声波乳化确保了混合的均匀性，微流控技术优化了混合过程。
微孔道芯片是一种微流控设备，通常包含微小的通道和混合室。在本设备中，微孔道芯片的作用是将乳糖和PLGA混合。这些微通道和混合室的尺寸和形状根据乳糖和PLGA的混合需要进行设计和定制。微孔道芯片通过控制流体的流动速度和混合程度，确保了乳糖和PLGA的均匀混合，从而制备出高质量的阴道凝胶。
低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备通过特殊的技术和微流控芯片的应用，实现了乳糖和PLGA的均匀混合和持续释放，从而在阴道制剂中提供了更好的益生元效果，有望改善女性健康。
通过针对低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备设计与之相关的生产工艺，两者相互协同，改善了阴道缓释凝胶的生产效率的同时，通过先预混，后低温乳化、微流控包埋处理的方案，结合控制装置的有效调控，进一步改善了PLGA包埋乳糖阴道凝胶的包埋结构，从而提高了PLGA包埋乳糖阴道凝胶的缓释治疗的效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备的结构流程图；
图2为本发明实施例1中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片；
图3为本发明实施例2中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片；
图4为本发明实施例3中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片；
图5为本发明实施例4中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片；
图6为本发明实施例5中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片；
图7为本发明实施例6中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片；
图8为本发明实施例7中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片；
图9为本发明实施例8中制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的扫描电子显微镜照片。
其中，图中：
1、原料预处理单元；2、低温乳化超声单元；3、PLGA包埋单元；4、凝胶制备单元；5、智能控制单元；
1-1、混合罐；1-2、搅拌器；1-3、计量泵；1-4、流量计；1-5、料液输送管；
2-1、超声发生器；2-2、超声探头；2-3、温度传感器；2-4、料液过滤器；2-5、压力泵；
3-1、微流控芯片；3-2、微流控泵；3-3、微流控控制器；
4-1、混合罐；4-2、冷却装置；4-3、搅拌器；4-4、输送泵；
5-1、控制器；5-2、触摸屏；5-3、温度控制器；5-4、压力控制器；5-5、流量控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明一较佳实施例所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，包括相互串联连接的原料预处理单元1、低温乳化超声单元2、PLGA包埋单元3和凝胶制备单元4，所述原料处理单元1和低温乳化超声单元2还连接有智能控制单元5；
所述原料预处理单元1包括混合罐1-1，所述混合罐1-1为桶状容器结构，顶部设有开口，用于添加乳糖和PLGA，在所述混合罐1-1内部还安装有搅拌器1-2，用于混合乳糖和PLGA，所述混合罐1-1和低温乳化超声单元2之间通过料液输送管1-5连通连接，在料液输送管1-5上依次设置有计量泵1-3和流量计1-4，所述计量泵1-3用于控制料液的流量，流量计1-4用于测量料液的流量；
所述低温乳化超声单元2包括超声发生器2-1，用于产生超声波，所述超声发生器2-1底部连接有超声探头2-2，用于将超声波传递到料液中，所述低温乳化超声单元2内壁上还安装有温度传感器2-3，用于监测料液的温度，所述低温乳化超声单元2出口处设置有料液过滤器2-4和压力泵2-5，所述料液过滤器用于过滤乳化后的料液，压力泵2-5和料液过滤器2-4连接，用于控制料液的压力，所述低温乳化超声单元2在0-4度的低温环境下对初步混合物进行乳化处理，形成乳糖与PLGA的乳液；
所述PLGA包埋单元3包括微流控芯片3-1，所述微流控芯片3-1内部设有微孔道，用于将乳液与凝胶基质混合，所述微流控芯片3-1表面安装有微流控泵3-2，用于控制乳液的流量，所述微流控芯片3-1后端还连接有微流控控制器3-3，用于调节微流控的参数。所述PLGA包埋单元3用于将乳液与凝胶基质混合，得到PLGA包埋乳糖的阴道凝胶；
所述凝胶制备单元4包括圆柱形罐体结构的混合罐4-1，在所述混合罐底部设置有冷却装置4-2，用于保持反应所需低温环境，在混合罐4-1的内部还安装有搅拌器4-3，用于混合乳液和凝胶基质的混合，在混合罐4-1的出口端还安装有输送泵4-4，用于输送制备好的阴道凝胶；
所述智能控制单元5包括控制器5-1，用于控制整个制剂设备的运行，所述控制器5-1分别与触摸屏5-2、温度控制器5-3、压力控制器5-4和流量控制器5-5串联连接，所述触摸屏5-2用于显示和输入参数，所述温度控制器5-3与温度传感器2-3电性连接，用于调节温度，所述压力控制器5-4与压力泵2-5信号连接，用于调节压力，所述流量控制器5-5与流量计1-4信号连接，用于调节流量。
通过智能控制单元对本申请使用的低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备进行整体协同控制，在有效提高制备效率的同时，进一步优化各组件之间的统一性和协同性，使制备的PLGA包埋乳糖阴道凝胶的结构更加稳定。
所述低温乳化超声单元2设计为在0-4℃的低温环境下工作，以确保乳糖的活性。
所述PLGA包埋单元3采用微通道设计，以确保乳糖在阴道凝胶中的均匀分布。微通道孔径为5～20μm，所述微通道可以包含多个微小孔，数量为200～800个，分布形式为网格状，
所述凝胶制备单元4工作温度为0～4℃，在低温范围内，以确保乳糖和PLGA的稳定性。工作压力为300Pa～2kPa工作，以确保阴道凝胶的稳定性和持续释放性。
这些参数的具体数值可能会因所使用的设备、材料和制备流程的不同而有所不同。关键是确保在低温和适当的压力下工作，以维持乳糖和PLGA的稳定性，并确保阴道凝胶的质量和持续释放性。
本发明的工作原理如下：
1.原料准备
准备乳糖和PLGA作为原材料。
根据配比要求，称取适量的乳糖和PLGA。按质量比乳糖：PLGA＝1：5。
2.原料混合
将乳糖和PLGA放入混合罐1-1中。
启动搅拌器1-2以混合原料。
使用计量泵1-3和流量计1-4控制料液的流量，将混合好的原料输送到低温乳化超声单元2。
3.低温乳化
在低温乳化超声单元2中，确保温度保持在0至4摄氏度之间。
使用超声发生器2-1产生超声波。
超声探头2-2将超声波传递到混合物中，进行低温乳化。温度传感器2-3用于监测料液的温度。
使用压力泵2-5和料液过滤器2-4控制料液的压力，以确保乳糖和PLGA在低温下乳化。
4.PLGA包埋
乳化后的料液进入PLGA包埋单元3。
在微流控芯片3-1内部，乳化的乳糖和PLGA与凝胶基质混合，形成PLGA包埋乳糖的乳胶。
使用微流控泵3-2控制乳液的流量，确保充分混合。
微流控控制器3-3用于调节微流控的参数，以确保混合效果。
5.凝胶制备
乳胶进入凝胶制备单元4。
在混合罐4-1内，保持低温环境，使用搅拌器4-3将乳胶和凝胶基质充分混合。
输送泵4-4将制备好的阴道凝胶输送到收集容器中。
其中，智能控制单元5监控并控制整个制备过程中的参数，包括温度、压力和流量等参数。通过触摸屏5-2输入和显示参数，确保制备过程的控制和监测。
实施例1～8
一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的方法，
1.原料准备
按质量比乳糖：PLGA＝1：5准备乳糖和PLGA作为原材料。
2.原料混合
将乳糖和PLGA放入混合罐1-1中。启动搅拌器1-2以混合原料。使用计量泵1-3和流量计1-4控制料液的流量，将混合好的原料输送到低温乳化超声单元2。
3.低温乳化
在低温乳化超声单元2中，确保温度保持在0至4摄氏度之间。使用超声发生器2-1产生超声波。超声探头2-2将超声波传递到混合物中，进行低温乳化。温度传感器2-3用于监测料液的温度。使用压力泵2-5和料液过滤器2-4控制料液的压力，以确保乳糖和PLGA在低温下乳化。
4.PLGA包埋
乳化后的料液进入PLGA包埋单元3。在微流控芯片3-1内部，乳化的乳糖和PLGA与凝胶基质混合，形成PLGA包埋乳糖的乳胶。使用微流控泵3-2控制乳液的流量，确保充分混合。微流控控制器3-3用于调节微流控的参数，以确保混合效果。
5.凝胶制备
乳胶进入凝胶制备单元4。在混合罐4-1内，保持低温环境，使用搅拌器4-3将乳胶和凝胶基质充分混合。输送泵4-4将制备好的阴道凝胶输送到收集容器中。
上述方法中所涉及的温度等相关参数，如下表表1所示：
表1实施例1～8参数设置表
性能检测试验
对实施例1～8技术方案中低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶进行性能测试，主要通过SEM-扫描电子显微镜对其表面结构进行观察。
根据图2～9，进一步说明本申请技术方案通过针对低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备设计与之相关的生产工艺，两者相互协同，改善了阴道缓释凝胶的生产效率的同时，通过先预混，后低温乳化、微流控包埋处理的方案，结合控制装置的有效调控，进一步改善了PLGA包埋乳糖阴道凝胶的包埋结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：包括相互串联连接的原料预处理单元、低温乳化超声单元、PLGA包埋单元和凝胶制备单元，所述原料处理单元和低温乳化超声单元还连接有智能控制单元；
所述PLGA包埋单元包括微流控芯片，所述微流控芯片内部设有微孔道，用于将乳液与凝胶基质混合，所述微流控芯片表面安装有微流控泵，用于控制乳液的流量，所述微流控芯片后端还连接有微流控控制器，用于调节微流控的参数，所述PLGA包埋单元用于将乳液与凝胶基质混合，得到PLGA包埋乳糖的阴道凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：所述微流控芯片内部的微孔道通道孔径为5～20μm，所述微通道可以包含多个微小孔，数量为200～800个，分布形式为网格状。
3.根据权利要求1所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：所述原料预处理单元包括混合罐，所述混合罐为桶状容器结构，顶部设有开口，用于添加乳糖和PLGA，在所述混合罐内部还安装有搅拌器，用于混合乳糖和PLGA，所述混合罐和低温乳化超声单元之间通过料液输送管连通连接，在料液输送管上依次设置有计量泵和流量计，所述计量泵用于控制料液的流量，流量计用于测量料液的流量。
4.根据权利要求1所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：所述低温乳化超声单元包括超声发生器，用于产生超声波，所述超声发生器底部连接有超声探头，用于将超声波传递到料液中，所述低温乳化超声单元内壁上还安装有温度传感器，用于监测料液的温度，所述低温乳化超声单元出口处设置有料液过滤器和压力泵，所述料液过滤器用于过滤乳化后的料液，压力泵和料液过滤器连接，用于控制料液的压力，所述低温乳化超声单元在0-4度的低温环境下对初步混合物进行乳化处理，形成乳糖与PLGA的乳液。
5.根据权利要求1所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：所述凝胶制备单元包括圆柱形罐体结构的混合罐，在所述混合罐底部设置有冷却装置，用于保持反应所需低温环境，在混合罐的内部还安装有搅拌器，用于混合乳液和凝胶基质的混合，在混合罐的出口端还安装有输送泵，用于输送制备好的阴道凝胶。
6.根据权利要求5所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：所述凝胶制备单元工作温度为0～4℃，在低温范围内，以确保乳糖和PLGA的稳定性，工作压力为300Pa～2kPa工作，以确保阴道凝胶的稳定性和持续释放性。
7.根据权利要求1所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：所述智能控制单元包括控制器，用于控制整个制剂设备的运行，所述控制器分别与触摸屏、温度控制器、压力控制器和流量控制器串联连接，所述触摸屏用于显示和输入参数，所述温度控制器与温度传感器电性连接，用于调节温度，所述压力控制器与压力泵信号连接，用于调节压力，所述流量控制器与流量计信号连接，用于调节流量。
8.根据权利要求1所述的一种低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备，其特征在于：所述低温乳化超声单元工作温度为0-4℃，以确保乳糖的活性。
9.一种权利要求1～8任意一项所述的低温乳化超声制备PLGA包埋乳糖阴道凝胶的设备生产阴道凝胶的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)原料准备：按质量比乳糖：PLGA＝1：5准备乳糖和PLGA作为原材料；
(2)原料混合：将乳糖和PLGA放入混合罐中，启动搅拌器以混合原料，使用计量泵和流量计控制料液的流量，将混合好的原料输送到低温乳化超声单元；
(3)低温乳化：在低温乳化超声单元中，确保温度保持在0～4℃之间，使用超声发生器产生超声波，超声探头将超声波传递到混合物中，进行低温乳化，温度传感器用于监测料液的温度，使用压力泵和料液过滤器控制料液的压力，以确保乳糖和PLGA在低温下乳化；
(4)PLGA包埋：乳化后的料液进入PLGA包埋单元，在微流控芯片内部，乳化的乳糖和PLGA与凝胶基质混合，形成PLGA包埋乳糖的乳胶，使用微流控泵控制乳液的流量，确保充分混合，微流控控制器用于调节微流控的参数，以确保混合效果；
(5)凝胶制备：PLGA包埋乳糖的乳胶进入凝胶制备单元，在混合罐内，保持低温环境，使用搅拌器将乳胶和凝胶基质充分混合，输送泵将制备好的阴道凝胶输送到收集容器中即可。
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