專利名稱：一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多孔材料材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法。
背景技術(shù)：
殼聚糖(chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)(chitin)經(jīng)過脫乙酰作用得到的，近年來在細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞產(chǎn)物研究領(lǐng)域，殼聚糖支架材料的研究非常廣泛。另外，選用的殼聚糖是天然生物高分子，來源極為廣泛、安全無毒，價(jià)格低廉，與合成高分子相比，具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此殼聚糖水凝膠制備的微載體具有很高的環(huán)境友好性和生物安全性。在細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù)研究領(lǐng)域，多孔支架的制備方法有很多，常采用的有多孔浙濾法、冷凍干燥法、乳液冷凍干燥法等。Ikada等人以明膠水凝膠中的水作致孔劑，采用冷凍干燥的方法制備出多孔支架，但由于水凝膠在冷凍過程中熱傳導(dǎo)速率不同，導(dǎo)致冷凍速率和冷凍溫度對(duì)支架的影響較大，從而使得支架的孔徑在制備過程中不易控制，孔與孔之間的聯(lián)通性較差。并且傳統(tǒng)的冷凍干燥法制備出的殼聚糖支架在可塑性能、微觀結(jié)構(gòu)及孔與孔之間的連通性均難以滿足細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù)這一研究領(lǐng)域的要求。因此本領(lǐng)域迫切需要提供一種微觀結(jié)構(gòu)均勻、易成型、孔與孔之間連通性較好的三維殼聚糖多孔支架材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述的技術(shù)問題而提供一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，采用乳液冷凍干燥法來制孔，進(jìn)行緩慢凍干，使殼聚糖乳液中的醋酸銨以晶體的形式析出，并均勻分布在殼聚糖支架中，再高溫96°C烘干， 使醋酸銨分解產(chǎn)生氨氣來制孔；
同時(shí)根據(jù)相似相容原理，可采用乙醇除去支架中殘余的正戊醇來進(jìn)一步制孔，最終得到一種三維殼聚糖多孔支架。上述的一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，具體包括如下步驟 (1)、制備過程所用的溶液的配制
①、溶有醋酸銨的殼聚糖酸溶液的配制
先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得1% (V/V)醋酸溶液；稱取0. IOg的醋酸銨加入1% (V/V)醋酸溶液中，再稱取3. Og殼聚糖，加入溶有醋酸銨的1% (V/V)醋酸溶液中即可；
所用的殼聚糖脫乙酰度為80-91% ；
②、1%(ν/ν)戊二醛溶液的配制量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆茫?br> ③、殼聚糖乳液的配制
將溶有醋酸銨的殼聚糖酸溶液攪拌anin后，緩慢加入IOml正戊醇和0. 3ml的戊二醛， 再繼續(xù)攪拌IOmin后，即可得到殼聚糖乳液；
④、5%的硼氫化鈉的配制
稱取5. Og的硼氫化鈉加入IOOml的容量瓶中定容，制得5%的硼氫化鈉溶液；
(2)、冷凍干燥
將步驟(1)中所得的殼聚糖乳液均勻的涂抹在模具上，放置24h后，將殼聚糖乳液注入模具中進(jìn)行冷凍干燥得到三維殼聚糖支架；
上述的冷凍干燥制孔過程控制預(yù)凍溫度為_75°C，預(yù)凍時(shí)間為Ih ；—次干燥的隔板溫度為_20°C，時(shí)間為20h;
(3)、烘干
將步驟(2)冷凍干燥后所得的三維殼聚糖支架放入96°C的烘箱中干燥35min，得到三維殼聚糖多孔支架粗品；
(4)、支架的洗滌
將步驟(3)烘干后的所得的三維殼聚糖多孔支架粗品放入70%的乙醇中浸泡Mh，再用去離子水反復(fù)清洗支架3次，用5%的硼氫化鈉除去游離的戊二醛，再用大量的去離子水洗滌，即得到三維殼聚糖多孔支架。上述的三維殼聚糖多孔支架的制備過程中可以通過調(diào)整醋酸銨的濃度、殼聚糖溶液的濃度和正戊醇的含量，來調(diào)整所得的多孔的殼聚糖支架的孔隙率、孔隙結(jié)構(gòu)和連通性，最終所得的三維殼聚糖多孔支架的孔徑為10-60
UH孔隙率為93%，且孔與孔之間的連通性好。本發(fā)明的三維殼聚糖多孔支架的制備方法在，制備過程中醋酸銨的濃度會(huì)影響其分解時(shí)產(chǎn)生氣體的量，一般醋酸銨的濃度越高，產(chǎn)生的氨氣越多，孔隙率就越高，但是過多的氣體含量，會(huì)造成支架的機(jī)械強(qiáng)度降低；并且正戊醇的含量，過高可增大支架的孔隙率， 但降低支架的機(jī)械強(qiáng)度，過低則支架的孔隙率不高；因而本發(fā)明中以0. IOg醋酸鈉和IOml 正戊醇加入IOOml殼聚糖溶液中為最佳配比。在進(jìn)行冷凍干燥時(shí)是以水做致孔劑的，因而殼聚糖溶液的濃度會(huì)影響支架中水的相對(duì)含量，一般是水的相對(duì)含量越高，制得的孔就越多，但水的相對(duì)含量越高，則殼聚糖的相對(duì)含量就越低，這會(huì)使支架的機(jī)械強(qiáng)度降低，因而本發(fā)明以3g殼聚糖的含量最佳。上述所得的三維殼聚糖多孔支架用于細(xì)胞培養(yǎng)或細(xì)胞產(chǎn)物的研究。本發(fā)明的技術(shù)效果
本發(fā)明的一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，由于采用乳液冷凍干燥法，先對(duì)殼聚糖乳液進(jìn)行冷凍干燥將支架中的冰晶升華來制小孔，可增強(qiáng)孔與孔之間的連通性；并通過醋酸銨的分解產(chǎn)生氣體和正戊醇從支架中溶出來制孔，增大支架的孔隙率并增強(qiáng)支架的連通性。另外，用乙醇來除去三維殼聚糖多孔支架中殘余的正戊醇，在去除致孔劑的同時(shí)， 還對(duì)三維殼聚糖多孔支架進(jìn)行了消毒，使得該三維殼聚糖多孔支架滿足對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)的無毒性的需求。


圖1是本發(fā)明所得的三維殼聚糖多孔支架的掃描電鏡圖片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明所用的所有試劑均為醫(yī)藥純，均來自上海國(guó)藥集團(tuán)。本發(fā)明冷凍干燥設(shè)備為凍干機(jī)，型號(hào)為ES，儀器名字為Advantage PLUS冷凍型干燥機(jī)，生產(chǎn)廠家為美國(guó)Virtis公司；
本發(fā)明所用的掃描電鏡為Quanta x50系列掃描電子顯微鏡(美國(guó)FEI公司) 實(shí)施例1
一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，包括如下步驟
(1)、制備過程所用的溶液的配制
①、溶有一定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液的配制
先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得1% (V/V)醋酸溶液；稱取0. IOg的醋酸銨加入1% (V/V)醋酸溶液中，再稱取3. Og殼聚糖，加入溶有醋酸銨的1% (V/V)醋酸溶液中即可；
②、1%(ν/ν)戊二醛溶液的配制
量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆茫?br> ③、殼聚糖乳液的配制
將溶有一定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液攪拌anin后，緩慢加入IOml正戊醇和0. 3ml的戊二醛，再繼續(xù)攪拌IOmin后，即可得到殼聚糖乳液；
④、5%的硼氫化鈉的配制
稱取5. Og的硼氫化鈉加入IOOml的容量瓶中定容，制得5%的硼氫化鈉溶液；
(2)、冷凍干燥
將步驟(1)中所得的殼聚糖乳液均勻的涂抹在模具上，放置24h后，將殼聚糖乳液注入模具中進(jìn)行冷凍干燥得到三維殼聚糖支架；
上述的冷凍干燥制孔過程控制預(yù)凍溫度為_75°C，預(yù)凍時(shí)間為Ih ；—次干燥的隔板溫度為_20°C，時(shí)間為20h;
(3)、烘干
將步驟(2)冷凍干燥后所得的三維殼聚糖支架放入96°C的烘箱中干燥35min，得到三維殼聚糖多孔支架粗品；
(4)、支架的洗滌
將步驟(3)烘干后的所得的三維殼聚糖多孔支架粗品放入70%的乙醇中浸泡Mh，再用去離子水反復(fù)清洗支架3次，用5%的硼氫化鈉除去游離的戊二醛，再用大量的去離子水洗滌，即得到三維殼聚糖多孔支架。上述所得的三維殼聚糖多孔支架經(jīng)掃描電鏡進(jìn)行掃描，結(jié)果見圖1，從圖1中可以看出孔徑為10-60 μιι，孔與孔之間的連通性好，三維殼聚糖多孔支架表面的孔隙率高達(dá)
93%，并且三維殼聚糖多孔支架的大孔中還有許多10-20 μι 的小孔，可以增強(qiáng)支架的連通性。 上述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于采用乳液冷凍干燥法來制孔，進(jìn)行緩慢凍干，使殼聚糖乳液中的醋酸銨以晶體的形式析出，并均勻分布在殼聚糖支架中，再高溫96°C烘干，使醋酸銨分解產(chǎn)生氨氣來制孔；再用乙醇除去支架中殘余的正戊醇來進(jìn)一步制孔，最終得到一種三維殼聚糖多孔支架。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟(1)、制備過程所用的溶液的配制①、溶有醋酸銨的殼聚糖酸溶液的配制先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得1% (V/V)醋酸溶液；稱取0. IOg的醋酸銨加入1% (V/V)醋酸溶液中，再稱取3. Og殼聚糖，加入溶有醋酸銨的1% (V/V)醋酸溶液中即可；所用的殼聚糖脫乙酰度為80-91% ；②、1%(ν/ν)戊二醛溶液的配制量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆?；③、殼聚糖乳液的配制將溶有醋酸銨的殼聚糖酸溶液攪拌anin后，緩慢加入IOml正戊醇和0. 3ml的戊二醛， 再繼續(xù)攪拌IOmin后，即可得到殼聚糖乳液；④、5%的硼氫化鈉的配制稱取5. Og的硼氫化鈉加入IOOml的容量瓶中定容，制得5%的硼氫化鈉溶液；(2)、冷凍干燥將步驟(1)中所得的殼聚糖乳液均勻的涂抹在模具上，放置24h后，將殼聚糖乳液注入模具中進(jìn)行冷凍干燥得到三維殼聚糖支架；上述的冷凍干燥制孔過程控制預(yù)凍溫度為_75°C，預(yù)凍時(shí)間為Ih ；—次干燥的隔板溫度為_20°C，時(shí)間為20h;(3)、烘干將步驟(2)冷凍干燥后所得的三維殼聚糖支架放入96°C的烘箱中干燥 35min，得到三維殼聚糖多孔支架粗品；(4)、支架的洗滌將步驟(3)烘干后的所得的三維殼聚糖多孔支架粗品放入70%的乙醇中浸泡Mh，再用去離子水反復(fù)清洗支架3次，用5%的硼氫化鈉除去游離的戊二醛，再用大量的去離子水洗滌，即得到三維殼聚糖多孔支架。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于所用的殼聚糖脫乙酰度為80-91%。
4.如權(quán)利要求3所述的一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，其特征在于得到三維殼聚糖多孔支架的孔徑為10-60 μη，孔隙率為93%。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法所得到的三維殼聚糖多孔支架用于細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù)研究。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維殼聚糖多孔支架的制備方法，它是以殼聚糖為原料，以醋酸銨和正戊醇作為致孔劑，采用乳液冷凍干燥法來制備三維殼聚糖多孔支架，其制備方法為先配制溶有一定量醋酸銨的殼聚糖酸溶液，并攪拌3min后，緩慢加入10ml正戊醇，再繼續(xù)攪拌10min后，將所得的乳液注入模具中，進(jìn)行冷凍干燥，再將冷凍干燥的支架96℃高溫烘干35min，最后將烘干后的支架放入70%的乙醇中浸泡24h，即得到孔徑為10-60μm，孔隙率為93%，孔與孔之間的連通性好的三維殼聚糖多孔支架。所得的三維殼聚糖多孔支架且可用于細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù)研究。本制備方法操作簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)捷。
文檔編號(hào)C08J9/28GK102532584SQ20121000057
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者劉寶林, 劉穎斌, 周杰, 李琳, 韓寶三 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)