CN118217264A - 一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊，涉及生物医用材料技术领域。本发明包括制备海藻酸钠溶液作为外相，以蓝藻浓缩液作为内相；制备氯化钙溶液作为承接液；将外相和内相分别通入微流控装置的外针头和内针头，且以气流作为驱动相，利用气流的剪切作用，制备产生由外相包裹内相的微液滴；利用承接液承接制备出的微液滴，微液滴在承接液中固化后形成载蓝藻释氧微胶囊。本发明通过以蓝藻浓缩液作为内相，通过微流控装置制备海藻酸钠包裹蓝藻的微液滴，并利用氯化钙溶液作为承接液，使得微液滴产生固化得到载蓝藻释氧微胶囊，实现了对蓝藻的封装，有效的保证蓝藻细胞的生物活性，从而有利于提高蓝藻的长时间供养需求。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，特别是涉及一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法。
背景技术
氧气通过调节细胞的增殖、迁移和新生血管的形成，对伤口的愈合至关重要。目前的氧疗法，包括高压氧(HBO)和局部气态氧(TGO)，主要采用气态氧输送，由于依赖于气体氧气作为氧源，现有的方法不容易维持或向伤口输送足够的氧气，如高压氧(HBO)吸入不能防止伤口局部缺血，局部气体氧(TGO)治疗因外部气体有限穿透组织而受到阻碍。
如中国发明CN115040773A，公开了一种治疗慢性感染创面的微针贴片及其制备方法和应用，利用蓝藻的光合作用实现光控产氧，升高创面组织氧浓度，在早期对创面愈合作用不明显，但在后期有加快创面愈合的作用
但如何实现对蓝藻的可靠封装，保护蓝藻细胞的生物活性，使其在光照下可继续产生氧气，以满足长时间重复供氧的要求，仍是亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，通过微流控装置使得海藻酸钠溶液对蓝藻进行封装，制备得到载蓝藻释氧微胶囊，实现了蓝藻细胞持续供养的需求。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊，释氧微胶囊为具有外相包裹内相的结构；其中，外相包裹层为海藻酸钠溶液，内相为蓝藻浓缩液。
作为本发明的一种优选技术方案，所述海藻酸钠溶液浓度为6～10％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述氯化钙溶液浓度为2～4％。
根据上述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备海藻酸钠溶液作为外相，以蓝藻浓缩液作为内相；
步骤二：制备氯化钙溶液作为承接液；
步骤三：将步骤一中的外相和内相分别通入微流控装置的外针头和内针头，并且，以气流作为驱动相，利用气流的剪切作用，制备产生由外相包裹内相的微液滴；
步骤四：利用承接液承接步骤三制备出的微液滴，微液滴在承接液中固化后形成载蓝藻释氧微胶囊。
作为本发明的一种优选技术方案，所述外相的流量为200～500mL/h。
作为本发明的一种优选技术方案，所述内相的流量为50～100mL/h。
作为本发明的一种优选技术方案，还包括高压电源，相互套设的外针头和内针头，所述外针头和内针头为金属材料，且高压电源的正极与外针头和内针头连接，负极与承接液连通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述高压电源的电压为8～12KV，且外针头和内针头距离承接液的距离为10～20cm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述外针头和内针头均做疏水涂层处理。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过海藻酸钠溶液作为外相，以蓝藻浓缩液作为内相，通过微流控装置制备海藻酸钠包裹蓝藻的微液滴，并利用氯化钙溶液作为承接液，使得，微液滴产生固化，从而制备得到载蓝藻释氧微胶囊，实现了对蓝藻的封装，有效的保证蓝藻细胞的生物活性，从而有利于提高蓝藻的长时间供养需求。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的微流控装置制备基于气流辅助电雾化的载蓝藻释氧微胶囊的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-内针头，2-外针头，3-驱动针头，4-承接液。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
请参阅图1所示，本发明为一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊，释氧微胶囊为具有外相包裹内相的结构。其中，外相包裹层为海藻酸钠溶液，内相为蓝藻浓缩液。其制备时使用微流控装置，微流控装置包括同轴套设的内针头1、外针头2和驱动相针头3，具体制备过程包括以下步骤：
步骤一：制备海藻酸钠溶液作为外相，以蓝藻浓缩液作为内相。其中，海藻酸钠溶液浓度为6～10％，如8％或9％。
步骤二：制备氯化钙溶液作为承接液，氯化钙溶液浓度为2～4％。
步骤三：将步骤一中的外相和内相分别通入微流控装置的外针头2和内针头1，外相的海藻酸钠溶液流量为200～500mL/h，内相的蓝藻浓缩液流量为50～100mL/h。
并且，以气流作为驱动相，通入驱动针头3，利用气流的剪切作用，使得外针头2和内针头1流出的海藻酸钠溶液和蓝藻浓缩液破碎成液滴，从而制备产生由外相包裹内相的微液滴。
其中，内针头1规格为25G，外针头2规格为17G，以及驱动针头3规格为12G。同时，外针头2和内针头1均做疏水涂层处理，从而有利于提高海藻酸钠溶液和蓝藻浓缩液。
通过控制气流的流速，实现对剪切作用的大小进行调节，如气流流速增大时，则气流对外针头2和内针头1流出的海藻酸钠溶液和蓝藻浓缩液剪切作用增强，从而在使得制备的外相包裹内相的微液滴直径减小，反之，则使得外相包裹内相的微液滴直径增大。
同时，通过调节外相的海藻酸钠溶液流量可对微液滴直径进一步的调节，如在内相流量不变的情况下，增大外相的海藻酸钠溶液流量，使得外相的海藻酸钠溶液的流出量增加，从而单个微液滴的包覆量增加，即使得微液滴直径增大，也使得微液滴的包裹层厚度增加。而通过增加内相的蓝藻浓缩液，使得单个微液滴内包裹的蓝藻浓缩液含量增加，从而利于提高整体的释氧能力。
步骤四：盛装承接液的器皿放置于微流控装置的下方，利用承接液承接步骤三制备出的微液滴，微液滴外侧的海藻酸钠溶液与承接液通过化学交联固化，在承接液中固化后形成载蓝藻释氧微胶囊。
同时，可设置搅拌装置对承接液进行搅拌，使得微液滴能够充分与承接液接触，避免固化的载蓝藻释氧微胶囊对未固化的微液滴造成阻碍，从而有利于提高整体的固化效率。
实施例二
在实施例一的基础上微流控装置还包括高压电源，外针头和内针头为金属材料，且高压电源的正极与外针头和内针头连接，负极与承接液连通。其中，高压电源的电压为8～12KV，且外针头和内针头距离承接液的距离为10～20cm。
通过施加高压电源，利用外加电场作用,受表面张力作用而保持在针头端部的液滴,在电场诱导下表面聚集电荷,受到一个与表面张力方向相反的电场力，当电场力克服液体的表面张力,液滴破碎喷出形成微液滴，并且驱动针头喷出的气流作用下，能够稳定的落入承接液中。从而通过利用高压电压施加电场，使得整体的制备效率得到进一步的提高。
实施例三
在实施例一或实施例二的基础上，在内相的蓝藻浓缩液中加入碳酸盐，如碳酸钠，通过蓝藻光合作用吸收无机碳碳酸盐或碳酸氢盐，从而利用额外的碳酸盐有助于蓝藻的产氧能力，从而有利于提高载蓝藻释氧微胶囊的整体性能。同时，也可在蓝藻浓缩液中加入抗菌消炎作用药物，实现在产氧的同时，也提高整体的抗菌消炎效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊，其特征在于：释氧微胶囊为具有外相包裹内相的结构；其中，外相包裹层为海藻酸钠溶液，内相为蓝藻浓缩液。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊，其特征在于，所述海藻酸钠溶液浓度为6～10％。
3.根据权利要求2所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊，其特征在于，所述氯化钙溶液浓度为2～4％。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：制备海藻酸钠溶液作为外相，以蓝藻浓缩液作为内相；
步骤二：制备氯化钙溶液作为承接液；
步骤三：将步骤一中的外相和内相分别通入微流控装置的外针头和内针头，并且，以气流作为驱动相，利用气流的剪切作用，制备产生由外相包裹内相的微液滴；
步骤四：利用承接液承接步骤三制备出的微液滴，微液滴在承接液中固化后形成载蓝藻释氧微胶囊。
5.根据权利要求4所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，其特征在于，所述外相的流量为200～500mL/h。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，其特征在于，所述内相的流量为50～100mL/h。
7.根据权利要求4所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，其特征在于，还包括高压电源，相互套设的外针头和内针头，所述外针头和内针头为金属材料，且高压电源的正极与外针头和内针头连接，负极与承接液连通。
8.根据权利要求7所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，其特征在于，所述高压电源的电压为8～12KV，且外针头和内针头距离承接液的距离为10～20cm。
9.根据权利要求7或8所述的一种基于蓝藻的多孔释氧微胶囊的制备方法，其特征在于，所述外针头和内针头均做疏水涂层处理。
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