專利名稱：一種多孔殼聚糖支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多孔材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多孔殼聚糖支架，尤其涉及一種多孔殼聚糖支架的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，無論是實驗室還是工業(yè)生產(chǎn)上，所使用的細胞培養(yǎng)微載體主要是實心 Cytodex系列的載體，且屬于單層單層培養(yǎng)方式。而在體內(nèi)，組織和細胞的生長發(fā)育過程是在三維立體的內(nèi)環(huán)境條件下進行的，細胞和細胞基質(zhì)以及細胞之間的相互信號傳遞對于調(diào)解細胞的增殖、分化有著重要影響，常規(guī)的體外單層培養(yǎng)方法不能提供組織正常生長發(fā)育所需的三維環(huán)境條件，因而制備三維多孔支架就具有十分重要的意義。近年來，在貼壁性細胞懸浮培養(yǎng)的研究領(lǐng)域，殼聚糖支架材料的研究非常廣泛。然而，其制備方法往往僅限于常用的冷凍干燥法。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胞培養(yǎng)的技術(shù)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多孔殼聚糖支架材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多孔殼聚糖支架的制備方法，可增大殼聚糖支架的孔隙率和孔與孔之間的連通性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種多孔殼聚糖支架的制備方法，所述方法包括先配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液，將該溶液注入模具中進行第一次冷凍干燥，再將凍干后的支架浸泡在氫氧化鈉溶液中設(shè)定時間，用蒸餾水清洗支架，再將支架進行第二次冷凍干燥，即可得到多孔殼聚糖支架。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法具體包括如下步驟步驟SI、溶液的配制步驟；包括配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液、配制V/V為O. 2-4%的戊二醛溶液、 配制2-15%的硼氫化鈉溶液、配制V/V為2-20%的氫氧化鈉溶液；步驟S2、第一次冷凍干燥步驟；量取步驟SI中所得的戊二醛溶液，并加入到步驟SI中的溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液中攪拌，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置設(shè)定時間；然后進行冷凍干燥；步驟S3、第二次冷凍干燥步驟；將步驟S2中的殼聚糖支架浸泡到所述氫氧化鈉溶液中浸泡，用去離子水清洗支架，用所述硼氫化鈉除去游離的戊二醛，再用大量的去離子水洗滌后，再對殼聚糖支架進行冷凍干燥，最終得到多孔殼聚糖支架。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法具體包括如下步驟
步驟SI、溶液的配制步驟；①、配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液；先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得V/V為I %的醋酸溶液，稱取 O. 2g氯化銨，加入V/V為I %的醋酸溶液中攪拌均勻后，再稱取3. Og殼聚糖，加入溶有氯化銨的V/V為I %的醋酸溶液中即可；②、配制V/V為I %的戊二醛溶液量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆?；③、配?%的硼氫化鈉溶液稱取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；④、配制V/V為10%的氫氧化鈉溶液稱取10. Og氫氧化鈉，加入IOOml的蒸餾水中；步驟S2、第一次冷凍干燥步驟；量取O. 4ml步驟SI中所得的V/V為I %的戊二醛溶液，并加入到步驟SI中的溶有一定量氯化銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌5min后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜; 然后進行冷凍干燥；上述的冷凍干燥過程控制參數(shù)為預(yù)凍溫度為_75°C，預(yù)凍時間為30min ；一次干燥的隔板溫度為-25°C，時間為24h，得到殼聚糖支架；步驟S3、第二次冷凍干燥步驟；將步驟S2中的殼聚糖支架浸泡到W/V為10%的氫氧化鈉溶液中，浸泡20min后， 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后，再對殼聚糖支架進行冷凍干燥，最終得到多孔殼聚糖支架；上述的冷凍干燥過程控制參數(shù)為預(yù)凍溫度為-60°C，預(yù)凍時間為35min ;上述第二次冷凍干燥包括兩次干燥一次干燥的隔板溫度為-20°C，時間為17h ;二次干燥的隔板溫度為I (TC，時間為I. 5-2h。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法用到的殼聚糖脫乙酰度為80-91%。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，先對殼聚糖支架進行凍干，然后將含有氯化銨的殼聚糖支架浸泡在NaOH溶液中，使氯化銨與NaOH反應(yīng)生成氨氣來制孔，并可除去支架中多余的醋酸，然后再對支架進行第二次冷凍干燥，以增大殼聚糖支架的孔隙率和孔與孔之間的連通性。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法得到的支架孔徑為20-60 μ m，孔隙率為 90%。上述所得的多孔殼聚糖支架的孔徑為20_60μπι，孔隙率為90%，且孔與孔之間的連通性好。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的多孔殼聚糖支架的制備方法，采用冷凍干燥法和氯化銨致孔劑相結(jié)合的方法，先配置溶有氯化銨的殼聚糖酸溶液，形成均相溶液，進行緩慢凍干，同時由冰晶升華來制孔，然后將含有氯化銨的殼聚糖支架浸泡在NaOH溶液中，使氯化銨與NaOH反應(yīng)生成氨氣來制孔，并且還可以除去支架中多余的醋酸，然后再對支架進行第二次冷凍干燥，以增大殼聚糖支架的孔隙率和孔與孔之間的連通性?？朔鹘y(tǒng)制備殼聚糖支架孔隙率低，連通性查的缺點，并分別進行兩次完整的冷凍干燥，來調(diào)整孔隙結(jié)構(gòu)，得到孔隙率高，連通性好的支架。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較有以下突出優(yōu)點(I)采用酸性致孔劑氯化銨來制備殼聚糖多孔支架，且所得的支架易于成型，孔隙率高，孔與孔之間的聯(lián)通性好。并可用于細胞培養(yǎng)的技術(shù)研究。(2)所得的支架孔徑為20-60 μ m,孔隙率為90%。


圖I為本發(fā)明制備方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。實施例一請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種多孔殼聚糖支架的制備方法，先配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液，將該溶液注入模具中進行第一次冷凍干燥，再將凍干后的支架浸泡在氫氧化鈉溶液中設(shè)定時間，用蒸餾水清洗支架，再將支架進行第二次冷凍干燥，即可得到多孔殼聚糖支架。具體地，所述制備方法包括如下步驟(I)、溶液的配制步驟①、配制溶有一定量氯化銨的殼聚糖酸溶液先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得I % (V/V，體積比)醋酸溶液， 稱取O. 2g氯化銨，加入1% (V/V)醋酸溶液中攪拌均勻后，再稱取3. Og殼聚糖，加入溶有氯化銨的1% (V/V)醋酸溶液中即可；②、配制1% (V/V)的戊二醛溶液量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆?；③、配?%的硼氫化鈉溶液稱取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；④、配制10% (W/V)的氫氧化鈉溶液稱取10. Og氫氧化鈉，加入IOOml的蒸餾水中即可；氯化銨的濃度會影響其與氫氧化鈉反應(yīng)時產(chǎn)生氣體的量，一般氯化銨的濃度越高，產(chǎn)生的氨氣越多，孔隙率就越高，但是過多的氣體含量，會造成支架的機械強度降低，因而本發(fā)明中O. 2g氯化銨的含量為最佳(即氫氧化鈉質(zhì)量的約2% )。在進行凍干時是以水做致孔劑的，因而殼聚糖溶液的濃度會影響支架中水的相對含量，一般是水的相對含量越高，制得的孔就越多，但水的相對含量越高，則殼聚糖的相對含量就越低，這會使支架的機械強度降低，因而本發(fā)明以3g殼聚糖的含量最佳。(2)、第一次冷凍干燥步驟量取O. 4ml步驟⑴中所得的1% (V/V)戊二醛溶液，并加入到步驟⑴中的溶有一定量氯化銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌5min后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜 (當(dāng)然也可以在任意時間靜置8-20小時)；然后進行冷凍干燥；上述的冷凍干燥過程控制
預(yù)凍溫度為-75°C，預(yù)凍時間為30min ；一次干燥的隔板溫度為-25°C，時間為24h，得到殼聚糖支架；(3)、第二次冷凍干燥步驟將步驟(2)中的殼聚糖支架浸泡到10% (W/V，質(zhì)量體積比)氫氧化鈉溶液中，浸泡20min后，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后，再對殼聚糖支架進行冷凍干燥，最終得到一種多孔殼聚糖支架；上述的冷凍干燥過程控制參數(shù)為預(yù)凍溫度為_60°C，預(yù)凍時間為35min。上述第二次冷凍干燥包括兩次干燥一次干燥的隔板溫度為_20°C，時間為17h ;二次干燥的隔板溫度為I (TC，時間為I. 5-2h。上述所得的一種多孔殼聚糖支架經(jīng)掃描電鏡進行掃描，可以看出支架的表面有許多孔，且孔徑為20-60 μ m,孔與孔之間的連通性較好，測得的支架的孔隙率高達90%。本發(fā)明所用的所有試劑均為醫(yī)藥純均來自上海國藥集團。本發(fā)明所用的凍干機， 型號為ES，儀器名字為Advantage PLUS冷凍型干燥機，生產(chǎn)廠家為美國Virtis公司；本發(fā)明所用的掃描電鏡的型號為Quanta x50系列掃描電子顯微鏡(美國FEI公司)。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種多孔殼聚糖支架的制備方法，其特征在于，所述方法包括先配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液，將該溶液注入模具中進行第一次冷凍干燥，再將凍干后的支架浸泡在氫氧化鈉溶液中設(shè)定時間，用蒸餾水清洗支架，再將支架進行第二次冷凍干燥，即可得到多孔殼聚糖支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多孔殼聚糖支架的制備方法，其特征在于所述方法具體包括如下步驟步驟SI、溶液的配制步驟；包括配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液、配制V/V為O. 2-4%的戊二醛溶液、配制2-15%的硼氫化鈉溶液、配制V/V為2-20%的氫氧化鈉溶液；步驟S2、第一次冷凍干燥步驟；量取步驟SI中所得的戊二醛溶液，并加入到步驟SI中的溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液中攪拌，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置設(shè)定時間；然后進行冷凍干燥；步驟S3、第二次冷凍干燥步驟；將步驟S2中的殼聚糖支架浸泡到所述氫氧化鈉溶液中浸泡，用去離子水清洗支架，用所述硼氫化鈉除去游離的戊二醛，再用大量的去離子水洗滌后，再對殼聚糖支架進行冷凍干燥，最終得到多孔殼聚糖支架。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔殼聚糖支架的制備方法，其特征在于所述方法具體包括如下步驟步驟SI、溶液的配制步驟；①、配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液；先量取Iml醋酸加入IOOml的容量瓶中定容，制得V/V為I %的醋酸溶液，稱取O. 2g氯化銨，加入V/V為I %的醋酸溶液中攪拌均勻后，再稱取3. Og殼聚糖，加入溶有氯化銨的V/ V為1%的醋酸溶液中即可；②、配制V/V為1%的戊二醛溶液量取Iml純戊二醛并加蒸餾水定容至100ml，4°C保存?zhèn)溆?；③、配?%的硼氫化鈉溶液稱取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；④、配制V/V為10%的氫氧化鈉溶液稱取10. Og氫氧化鈉，加入IOOml的蒸餾水中；步驟S2、第一次冷凍干燥步驟；量取O. 4ml步驟SI中所得的V/V為I %的戊二醛溶液，并加入到步驟SI中的溶有一定量氯化銨的殼聚糖酸溶液中，攪拌5min后，將攪拌后的溶液涂抹到模具上，靜置過夜；然后進行冷凍干燥；上述的冷凍干燥過程控制參數(shù)為預(yù)凍溫度為_75°C，預(yù)凍時間為30min ；一次干燥的隔板溫度為_25°C，時間為24h，得到殼聚糖支架；步驟S3、第二次冷凍干燥步驟；將步驟S2中的殼聚糖支架浸泡到W/V為10%的氫氧化鈉溶液中，浸泡20min后，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后，再對殼聚糖支架進行冷凍干燥，最終得到多孔殼聚糖支架；上述的冷凍干燥過程控制參數(shù)為預(yù)凍溫度為_60°C，預(yù)凍時間為35min ；上述第二次冷凍干燥包括兩次干燥一次干燥的隔板溫度為_20°C，時間為17h ;二次干燥的隔板溫度為10°c,時間為I. 5-2h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔殼聚糖支架的制備方法，其特征在于所述方法用到的殼聚糖脫乙酰度為80-91%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔殼聚糖支架的制備方法，其特征在于先對殼聚糖支架進行凍干，然后將含有氯化銨的殼聚糖支架浸泡在NaOH溶液中，使氯化銨與NaOH反應(yīng)生成氨氣來制孔，并可除去支架中多余的醋酸，然后再對支架進行第二次冷凍干燥，以增大殼聚糖支架的孔隙率和孔與孔之間的連通性。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔殼聚糖支架的制備方法，其特征在于所述方法得到的支架孔徑為20-60 μ m,孔隙率為90%。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種多孔殼聚糖支架的制備方法，所述方法包括先配制溶有設(shè)定量氯化銨的殼聚糖酸溶液，將該溶液注入模具中進行第一次冷凍干燥，再將凍干后的支架浸泡在氫氧化鈉溶液中設(shè)定時間，用蒸餾水清洗支架，再將支架進行第二次冷凍干燥，即可得到多孔殼聚糖支架。本發(fā)明多孔殼聚糖支架的制備方法，可增大殼聚糖支架的孔隙率和孔與孔之間的連通性。
文檔編號C08L5/08GK102585275SQ20121010151
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者劉寶林, 李琳, 李維杰, 韓寶三 申請人:上海理工大學(xué)