CN1404881A - 一种多孔壳聚糖管的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备多孔壳聚糖管的方法，属于生物医用材料领域。本方法以壳聚糖、醋酸、氢氧化钠为原料，先在模具内加入壳聚糖的醋酸溶液，再插芯模，然后进行冷冻干燥成型，脱模即得大于150mm以上的壳聚糖管。采用改进了的冷冻干燥工艺，制备出壁厚0.2～1mm，内径0.5～8mm，平均孔径0.02～0.1mm，孔隙率20％～90％，长度150mm以上的多孔壳聚糖管。同时还可制备外壁无孔或内壁无孔的半贯通多孔管。本发明制备的多孔壳聚糖管，具有一定的弹性和强度，可生物降解，其代谢产物对人体无毒副作用，可用于组织修复用材料或组织工程支架材料。

Description

一种多孔壳聚糖管的制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料加工领域，特别涉及一种多孔壳聚糖管的制备方法。

背景技术

壳聚糖是一种天然多糖，生物相容性好，可生物降解，被广泛应用于生物医学领域。壳聚糖没有熔点，升温只能碳化而不能软化或熔解，所以无法通过挤塑、浇铸等方法加工成管。目前主要采用旋转蒸发法制备壳聚糖管，但这种方法费时费力，制备的管子无孔且不均匀。中国专利公开号CN1262961A，公开日2000年8月16日，名称为“用于神经修复的壳聚糖导管”中公开了采用冷冻干燥法制备壳聚糖导管，但由于模具的设计和制备工艺均存在缺陷，很难制备长度大于20mm的壳聚糖管。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔壳聚糖管的制备方法。其特征在于以壳聚糖、醋酸、氢氧化钠为原料，先在模具内加入壳聚糖的醋酸溶液，再插芯模，然后进行冷冻干燥成型，脱模即得长度大于150mm的壳聚糖管。其工艺过程为

(1)在醋酸溶液中加入壳聚糖，搅拌溶解，过滤，用抽气泵减压消除气泡，其气压小于100Pa。

(2)在不锈钢管上套接锥形底座，分次加入壳聚糖溶液，并减压消除气泡。

(3)待溶液高度低于管口5～20mm时，在套管上套接顶盖，通过顶盖中心圆孔向溶液中插入芯模，使芯模位于套管中心并插到模具底部，将盛有壳聚糖溶液的模具置于-5℃～-196℃冷冻8～15小时，待完全冷冻后取出，去除模具的底座和顶盖，用自来水冲洗套管，使冻结的壳聚糖管表层融化，取下套管，然后将带有芯模的壳聚糖管置于低温中继续冷冻。

(4)将冻结成型的壳聚糖管置于冷冻干燥机中干燥，除去水分。

(5)取出干燥的壳聚糖管，置于氢氧化钠溶液中浸泡8～15分钟，除去残余的乙酸；并用去离子水洗涤至中性，再用pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液平衡10～30分钟，用滤纸吸取壳聚糖管表面水分，置于烘箱中干燥，最后取出芯模，得多孔壳聚糖管。

所述壳聚糖管还可以制成外壁无孔管，可将带芯模的多孔壳聚糖管放置在壳聚糖溶液中浸渍8～15分钟，让其表面均匀涂覆一层壳聚糖溶液，置于烘箱中干燥，然后在氢氧化钠的溶液中浸泡15～25分钟，水洗、磷酸盐缓冲溶液平衡、干燥，制得外壁无孔的半贯通壳聚糖管。

所述壳聚糖管还可以制成内壁无孔管，可先在芯模上附着一定厚度的无孔壳聚糖膜，然后插入盛有壳聚糖溶液的模具中，低温冻结，冷冻干燥，脱酸、水洗、平衡，最后干燥脱模，制得内壁无孔的半贯通壳聚糖管。

所述制备壳聚糖管的模具是在套管的下端套上锥形底座，上端套上有中心孔的顶盖，芯模通过顶盖中心孔插到锥形底座上，芯模的内芯为不锈钢棒，外层为聚四氟乙烯管。

本发明的有益效果是利用本方法能制备壁厚0.2～1mm，内径0.5～8mm，平均孔径0.02～0.1mm，孔隙率20％～90％，长度150mm以上多孔壳聚糖管，同时还可制备外壁无孔或内壁无孔的半贯通多孔管。其特点是：(1)模具采用锥形底座、制备工艺中先加入溶液后插入芯模，这样既利于粘度较大的壳聚糖溶液的加入，又能保证芯模处于套管中心；(2)芯模的内芯为不锈钢棒，外层为聚四氟乙烯套管，这样可保证芯模的刚性且利于冷冻过程中的传热，同时便于壳聚糖管的脱模；(3)采用先取下套管后冷冻干燥的方法，这样有利于干燥过程中的传质传热，减少干燥时间，可制备出均匀的长度较大的多孔壳聚糖管；(4)制备外壁无孔或内壁无孔的半贯通多孔管，其刚性和强度高于全贯通多孔管，可适合于不同组织的修复需要。

附图说明

图1示出本发明所使用的模具结构示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明所使用的模具结构示意图。模具是在套管1的下端套上锥形底座2，上端套上有中心孔的顶盖3，芯模4通过顶盖3中心孔插到锥形底座2上，其芯模4的内芯5为不锈钢棒，外层6为聚四氟乙烯管。下面是制备多孔壳聚糖管的实施例。通过具体实施方式，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

①在1％(v/v)醋酸溶液中加入脱乙酰度为83％的壳聚糖，搅拌溶解，配制成2％(m/v)的壳聚糖溶液，200目尼龙布过滤。置于真空干燥箱，室温减压抽气，气压小于100Pa，消除溶液中的气泡。

②在长度为200mm、内径16mm的不锈钢管1上套接锥形底座2，分次加入壳聚糖溶液，减压消除气泡。

③待溶液高度为185mm时，在套管1上套接顶盖3，通过顶盖3中心圆孔向壳聚糖溶液7中插入外径为6mm的芯模4，使芯模4位于套管1中心并插到锥形底座2的底部。芯模4的内芯为不锈钢棒5，外层为聚四氟乙烯管6。

④将盛有壳聚糖溶液的模具置于-20℃冷冻12小时。取出，去除模具的底座2和顶盖3。用自来水冲洗套管1，使冻结的壳聚糖管表层融化，脱去套管1。然后将芯模4和冻结壳聚糖管7置于-20℃冰箱中继续冷冻2小时。

⑤将冻结成型的壳聚糖管置于冷冻干燥机中干燥，主干温度-40℃，主干压力12Pa。10小时后，壳聚糖管干燥完全。

⑥取出壳聚糖管，置于2％氢氧化钠溶液中浸泡10分钟，除去残余的乙酸。去离子水洗涤至中性，再用pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液平衡30分钟。用滤纸吸取壳聚糖管表面水分，置于60℃烘箱中干燥。最后取出芯模4，得多孔壳聚糖管。

本实施例制得的多孔壳聚糖管长度为150mm，内径6mm，壁厚为0.5mm，平均孔径0.052mm，孔隙率为75％。

实施例2

将实施例1中制得的带芯模的多孔壳聚糖管放置在2％(m/v)壳聚糖溶液中浸渍10分钟，让其表面均匀涂覆一层壳聚糖溶液，置于60℃烘箱中干燥，2％氢氧化钠溶液中浸泡20分钟脱酸，水洗、磷酸盐缓冲溶液平衡、干燥，制得外壁无孔的半贯通壳聚糖管。

本实施例制得的多孔壳聚糖管长度为150mm，内径6mm，壁厚为0.55mm，其中外壁无孔部分厚0.06mm，平均孔径0.052mm，孔隙率为68％。

实施例3

先在芯模上均匀涂覆一层壳聚糖溶液，置于60℃烘箱中干燥，重复两次，即在芯模上附着了一层无孔壳聚糖膜，然后插入盛有壳聚糖溶液的模具中，其他工艺过程和工艺条件如同实施例1，最后制得内壁无孔的半贯通壳聚糖管。

本实施例制得的多孔壳聚糖管长度为150mm，内径6mm，壁厚为0.58mm，其中内壁无孔部分厚0.09mm，平均孔径0.052mm，孔隙率为62％。

Claims (4)

1.一种多孔壳聚糖管的制备方法，其特征在于：以壳聚糖、醋酸、氢氧化钠为原料，先在模具内加入壳聚糖的醋酸溶液，再插芯模，然后进行冷冻干燥成型，脱模即得长度大于150mm的多孔壳聚糖管，其工艺过程为：

①在醋酸溶液中加入壳聚糖，搅拌溶解，过滤，用抽气泵减压消除气泡，其气压小于100Pa；

②在不锈钢管上套接锥形底座，分次加入壳聚糖溶液，并减压消除气泡；

③待溶液高度低于管口5～20mm时，在套管上套接顶盖，通过顶盖中心圆孔向溶液中插入芯模，使芯模位于套管中心并插到模具底部，将盛有壳聚糖溶液的模具置于-5℃～-196℃冷冻8～12小时，待完全冷冻后取出，去除模具的底座和顶盖，用自来水冲洗套管，使冻结的壳聚糖管表层融化，取下套管，然后将带有芯模的壳聚糖管置于低温中继续冷冻；

④将冻结成型的壳聚糖管置于冷冻干燥机中干燥，除去水分；

⑤取出干燥的壳聚糖管，置于氢氧化钠溶液中浸泡8～15分钟，除去残余的乙酸；并用去离子水洗涤至中性，再用pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液平衡10～30分钟，用滤纸吸取壳聚糖管表面水分，置于烘箱中干燥，最后取出芯模，得多孔壳聚糖管。

2.根据权利要求1所述多孔壳聚糖管的制备方法，其特征在于：该方法还可以制成外壁无孔的壳聚糖管，即可将带芯模的多孔壳聚糖管放置在壳聚糖溶液中浸渍8～15分钟，让其表面均匀涂覆一层壳聚糖溶液，置于烘箱中干燥，然后在氢氧化钠的溶液中浸泡15～25分钟，水洗、磷酸盐缓冲溶液平衡、干燥，制得外壁无孔的半贯通壳聚糖管。

3.根据权利要求1所述多孔壳聚糖管的制备方法，其特征在于：该方法还可以制成内壁无孔的壳聚糖管，即可先在芯模上附着一定厚度的无孔壳聚糖膜，然后插入盛有壳聚糖溶液的模具中，低温冻结，冷冻干燥，脱酸、水洗、平衡，最后干燥脱模，制得内壁无孔的半贯通壳聚糖管。

4.根据权利要求1所述制备多孔壳聚糖管的模具，其特征在于：模具是在套管的下端套上锥形底座，上端套上有中心孔的顶盖，芯模通过顶盖中心孔插到锥形底座上，其芯模的内芯为不锈钢棒，外层为聚四氟乙烯管。