CN201052459Y - 一种高效多针头静电微囊、微球生产设备 - Google Patents

Abstract

一种高效多针头静电微囊、微球生产设备，它通过微泵系统、针头系统、高压静电发生器及其输出的连接系统和凝固浴产品收集系统来制备微囊、微球，微泵设置有物料贮存室，针头下方设置有一收集器。本实用新型解决了微囊生产过程中大小不易调节、产量低下的难题，在有效制备微囊的基础上，提高了制备产量和效率，并使制备的微囊、微球粒径在一定范围内可根据要求控制，提供了一套可行的生产方法，且结构简单，加工制造容易，操作方便，适于作为现代化学药物、生物细胞及活性组织、酶、细菌和藻类等的微囊化固定的配套设备。

Description

一种高效多针头静电微囊、微球生产设备

技术领域

本实用新型涉及一种高效微囊、微球制备技术，包括制备包裹生物活性物质的微囊、球，或包裹其它化学、酶等物质的静电微囊、微球生产装置。

背景技术

随着现代医药和工业科技的发展，化学药物、生物细胞及活性组织、酶、细菌和藻类等的微囊化固定，在现代医学和新药开发、工业催化和环境污染治理工程中等的研究和应用越来越广泛，显示出了巨大的应用潜力，因此对该类物质的微囊化研究和产业化也引起了科研工作者越来越多的重视。锐孔-凝固浴法在制备上述微囊、微球中有广泛的应用，实验研究表明，结合高压静电技术，该锐孔-凝固浴法能够制备大小均一、圆整、包封率高的微囊或微球。

微囊系利用天然的或合成的高分子材料将固体或液体药物包裹而成的，直径1～500μm的微小胶囊，也可使药物溶解和/或分散在高分子材料基质中，形成基质型微小球状实体的固体骨架物(称为微球)。微囊(微球)化后可达到如下目的：如增加药物的稳定性；掩盖不良气味及口味；防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激；使液态药物固化便于应用与贮存；减少复方药物的配伍变化；缓释或控释药物；使药物浓集于靶区；近年来，除药物外，将活细胞或生物活性物质包裹，如胰岛、血红蛋白等包囊，在体内生物活性高，而且具有很好的生物相容性和稳定性。相同的技术还应用在对酶和一些藻类的微囊(微球)固化研究中，应用于化工催化、食品行业和环境污染的治理等。

锐孔凝固浴法制备微囊(微球)是指将囊材(如海藻酸钠)与药物或活性细胞、组织混匀后，通过针头泵形成滴，滴入凝固液(如CaCl₂溶液)中胶凝，还可以再用聚赖氨酸处理，使微囊更加牢固。连接有高压静电发生器的锐孔凝固浴装置，通过改变高压静电电压，使海藻酸钠极化带电，在重力、电场力、表面张力作用下，可控制得到在一定的粒径范围内均匀分布的微囊。

但目前此类微囊的制备尚停留在实验室自制的单微泵、单针头设备制备，生产效率低；或添加高压气体装置，生产得到的微囊(球)粒子径往往不均匀，微囊包裹率低。因此，开发高效多针头高压静电成囊、成球设备，有利于该类微囊产品的大规模生产，提高生产效率，提高产品稳定性，减少批间差异，在促进该类产品的产业化方面有着重要的意义，也为该类微囊、微球的产业化奠定基础。

微胶囊技术的研究始于20世纪30年代，在20世纪60年代有了快速的发展。1980年，加拿大多伦多大学生理研究室孙绵方教授发明了海藻酸钠-聚赖氨酸-海藻酸钠(APA)微囊，用于包埋生物细胞取得成功，为异体及异种细胞临床移植应用奠定了基础。由于APA微囊膜包封的细胞制剂具有有免疫隔离和对包封的细胞和宿主体均无毒性等优点，使其在异种细胞移植方面得到广泛研究。如微囊化多巴胺分泌细胞移植治疗帕金森病，微囊化牛肾上腺髓质细胞移植治疗疼痛，微囊化大鼠甲状旁腺细胞移植治疗甲状旁腺功能低下症，微囊化大鼠肝细胞移植治疗肝功能衰竭等。近年来，微囊包裹技术还应用于食品、化工生产催化、环境污染治理工程等领域中，发挥着越来越大的作用。

因此，微囊固化技术的研究和应用将越来越受到科研工作者的重视。目前上述微囊的制备尚停留在实验室自制的单针头设备制备，生产效率较低，制备参数可控性不好，产品批间差异大，无法进行产品的中试和大规模生产。有文献预测，提高针头个数，能够提高生产效率。因此，我们以文献已有报道的单微泵，单针头加高压静电技术、锐孔-凝固浴法制备药剂学中的微囊、微球技术为基础，开发多针头(高效)微囊制备系统，有利于提高该类微囊生产的效率，设置参数的可控性，提高产品的稳定性，有助于该类微囊的大规模生产和产业化。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、合理，加工制造容易，操作使用安全、方便，产品质量可控、可靠的微囊(微球)生产设备，制备得到的微囊(微球)能够有效维持生物活性物质的活性和功能，维持化学药物的药效、酶的催化效应。

本实用新型是采用下述方案实现的，它是分别设计该设备的微泵系统、针头系统、高压静电发生器及其输出的连接系统和凝固浴产品收集系统，有一个微泵系统，一个针头系统，一个静电发生器和一个产品收集系统组成，样品的收集可用烧杯来收集。所述微泵系统为一运行速度可调节的微泵机，加一个活塞系统(包括活塞、囊(或球)材料储存室，储存室的另一端为针头系统)；针头系统上连接有高压静电发生器输出的一端，针头系统下为微囊(微球)的凝固浴样品收集系统(可用烧杯或烧杯加磁力搅拌器)，高压静电发生器输出的另一端连接于此。

本实用新型中，微泵系统由囊(或球)材料储存室，囊材料中混悬有化学药物、生物活性物质或酶等，泵的一端为活塞，活塞运行速度可以通过微泵机转速来调节，控制运行速度0.2～20mm/min；活塞另一端设计为针头系统，针头系统可设计为多针头排列系统(即多个锐孔)，设计针头至少为两个(可调、可选、可控)，可根据研究或生产需要选择使用针头个数、针头型号，针头孔径可为0.1～2mm，针头之间有连有电阻很小的电线，保证针头之间电压保持平衡；下设凝固液接收池，并可安置磁力搅拌器；连接高压静电发生系统，高压静电发生器一个输出端连接针头系统，另一个输出端连接凝固液接收池，静电电压调节范围：1～550KV，电流0.1～15A，操作系统安全、可靠的。

本实用新型中，针头系统的进一步改进是：针头系统除了可以在一定范围选择使用的个数外，还可以以串联的形式来增加针头的个数，提高生产效率。

本实用新型由于采用上述方案，利用静电发生器在针头系统和凝固液接收器之间产生静电场，囊材包裹生物活性物质、酶或化学药物，在重力、表面张力和静电场力的作用下流出针头，在空气中形成球形，滴入凝固液收集器中，根据凝固时间的长短，发生表面和内部的凝固。选择固定的针头大小和电压，可以得到大小均匀、表面光滑的微囊(微球)。

本实用新型还可以在同一针头系统中选择不同大小的针头、不同的针头液面距离和不同类型的针头(比如平头针和尖头针)，来考察不同实验条件下制备得到的微囊(微球)性状变化，可以大大减少科研人员实验次数，节省实验时间。

本实用新型结构简单，加工制造容易，操作简便，适用于作为化学、生物活性物质或酶类等物质的成囊(球)设备，并可达到该微囊(球)的规模化批量生产。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型一种实施例的结构示意图

图3为本实用新型中针头排列系统示意图1

图4为本实用新型中针头排列系统示意图2

具体实施方式

见图1，本实用新型由微泵系统1，针头系统2，高压静电发生系统3和凝固液样品收集系统4四部分组成，凝固液样品接收处4，可放置带磁力搅拌器的凝固液烧杯。所述微泵系统中储存腔5内可放置囊材和化学药物、生物活性物质或酶的均匀混合物，微泵下端为针头系统2，针头系统中设置金属丝连接各个针头，金属针头通过这些导线间接连接到高压发生器系统上，因此可方便调节不同电压，影响针头与凝固浴接收液之间的电压差；针头数量和型号可根据微泵系统中储存腔5下端的表面积大小和针头间距按一定的顺序排列，两个针头排列间距至少为3mm。

见图2，本实用新型一种具体实施例由微泵机A1，微泵运行转速调节器A2，针头A3，凝固液样品接收烧杯A4，磁力搅拌器A5，微泵系统中储存腔A6，高压静电发生器电压调节开关A7，另外还有磁力搅拌子A8，微泵的活塞A9，高压静电发生器电压输出导线A10，微泵系统中储存腔的固定挡板A11；输出一端连接针头A3，另一端接凝固液样品接收烧杯A4，凝固液接收器下为磁力搅拌器，可以迅速分散滴下的微囊或微球。

见图3，本实用新型中针头系统的一种结构为：微泵系统中储存腔为圆形，针头底座在泵底部位的排列如图，针头底座之间有导电金属丝相连，保证接上金属针头后各针头之间能够保持电压平衡，该针头系统排列使用时可根据需要，来接上一些金属针头，没有使用的针头底座可用盖子盖住，防止囊材泄漏；该针头系统排列还可以根据微泵系统中储存腔形状来调节，如储存器形状为长方形，则针头排列如图4所示。

Claims (4)

1.一种高效多针头静电微囊、微球生产设备，包括一运行速度可调的微泵系统，一套针头系统，一高压静电发生器，一凝固浴微囊或微球回收系统，其特征在于：微泵系统运行速度可调，其上有能储存囊材的储存腔和活塞，腔的下端为囊材流出的针头系统，下方设置一凝固浴微囊或微球收集系统，高压静电发生器的输出一端接针头系统，另一端接收集系统的烧杯中。

2.根据权利要求1所述的高效多针头静电微囊、微球生产设备，其特征是：微泵系统运行速度可调，运行速度可为：0.2～20mm/min，活塞另一端设计为针头系统，针头孔径可为0.1～2mm。

3.根据权利要求1所述的高效多针头静电微囊、微球生产设备，其特征是：针头系统的排列性状可为长方形、圆形，针头之间连接有可导电的金属丝。

4.根据权利要求1所述的高效多针头静电微囊、微球生产设备，其特征是：高压静电发生系统的高压输出线，一个输出端连接针头系统，另一个输出端连接凝固液接收池，高压静电电压调节范围：1～550KV，电流0.1～15A。

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