[发明专利]壳聚糖球形多孔颗粒材料及其制备方法和装置

说明书

一、技术领域

本发明属于一种应用于生物医学领域的球状颗粒材料的制备技术，具体涉及 一种天然聚合物壳聚糖球形多孔颗粒材料的制备方法。

二、背景技术

现有技术：甲壳素广泛存在于虾、蟹和昆虫等节肢动物的外壳和菌、藻类等 低等植物的细胞壁中，是自然界中最为丰富的生物高分子之一，是一种极为丰富 的天然再生资源。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，壳聚糖无毒、生物相容性好、 可生物降解，近年来，作为天然医用高分子材料在可吸收手术缝合线、止血材料、 伤口包扎材料以及人造皮肤等方面的研究十分引人注目。同时，壳聚糖也是一种 优良的硬组织修复材料，在骨折可吸收固定材料和骨缺损填充材料方面也得到应 用。除用来制备块体多孔支架外，壳聚糖也可用于制备颗粒形填充材料。

微球材料具有很多不规则颗粒所没有的优异性能，如高的流动性、高的堆积 密度、不易团聚、填充后不易引起应力集中等。目前，在牙根管和拔牙窝的充填、 牙周病所致牙槽骨吸收的修复、牙槽嵴增高、颌骨骨囊腔填塞、萎缩性鼻炎充填、 乳突腔充填、整形(如鞍鼻美容)及以人体骨骼其它部位的骨缺损充填中，微球 颗粒填充材料得到广泛应用。聚合物基微球颗粒有多种制备方法，常用的有乳化 -化学交联法、乳化-溶剂蒸发法及喷雾干燥法。应用这些方法制备的微球直径分 布范围较大，填充密度大，应用于组织填充时，颗粒间的孔隙过少，不利于新生 组织的长入。

三、发明内容

本发明针对上述技术缺陷，提供了一种制备具有均一分布颗粒直径的壳聚糖 球形多孔颗粒材料的制备方法。

本发明的技术方案为一种壳聚糖球形多孔颗粒材料，所述的壳聚糖球形多孔 颗粒材料的球形颗粒，粒径为φ0.8～4mm，颗粒本体内部为孔径小于150μm的 微孔，微孔之间互通，壳聚糖球形多孔颗粒材料的孔隙率为80～95％。

一种制备所述的壳聚糖球形多孔颗粒材料的制备方法，步骤为：

第一步，以质量浓度为1～5％的醋酸溶液配制壳聚糖的质量占壳聚糖醋酸溶 液总质量的5～25％的壳聚糖醋酸溶液，搅拌使壳聚糖完全溶解；

第二步，将第一步制备好的壳聚糖醋酸溶液从加料口加入储料罐，通过压力 表和压力控制阀控制储料罐中的压力为0.08～0.5MPa，以保证壳聚糖醋酸溶液 从管径为φ0.5～3mm的导液管以10～60滴/min的速度均匀流出。从导液管流出 的壳聚糖醋酸溶液在管口处长大到约φ0.8～4mm的近球形颗粒后滴落，在下落过 程中，由于表面张力的作用形成球状，而后滴入保温容器内的温度为-(10～20) ℃的冷凝液中冷凝，形成球形度好、粒径均一的胶原球形多孔颗粒材料。

根据表面张力公式：

mg＝2πrσ

式中：m为液滴质量；r为毛细管外半径；σ为表面张力；g为重力加速度。当 胶原溶液的密度和粘度一定时，在无外界干扰的条件下，该法可以制备出球形度 好、粒径均一的球形颗粒。

第三步，将第二步冷凝后的球形颗粒分离、冷冻干燥；将冷冻干燥后的球形 颗粒放入质量浓度为0.25～2.5％的交联剂交联处理，然后用无水乙醇清洗，得到 壳聚糖球形多孔颗粒材料。所述的冷凝液为二甲基硅油或植物油。所述的交联剂 为甲醛、戊二醛、乙二醛中的任意一种。

所述的壳聚糖球形多孔颗粒材料的装置，所述的装置由储料罐和保温容器组 成，在储料罐顶部设有加料口，在储料罐上还设有压力表，压力表与压力控制阀 连接，在储料罐的底部设有导液管，在导液管上设有流量控制阀，在导液管下方 设有保温容器。

有益效果：本发明制备的壳聚糖球形多孔颗粒材料：：

(1)在颗粒本体内部含有大量的互通微孔，形成三维网状立体结构，这种颗 粒具有较高的比表面积，有利于细胞的粘附的组织液的流动；

(2)壳聚糖颗粒具有均一的粒径分布，不需要筛分处理即可得到具有相同粒 径的颗粒材料；因为根据表面张力公式：

mg＝2πrσ

式中：m为液滴质量；r为毛细管外半径；σ为表面张力；g为重力加速度。 当胶原溶液的密度和粘度一定时，在无外界干扰的条件下，该法可以制备出球形 度好、粒径均一的球形颗粒。

(3)因为根据本方法制备的壳聚糖球形颗粒材料的粒径均一性好，而相同粒 径的球形颗粒材料，充填后颗粒间空隙率最大，所以本发明的壳聚糖球形颗粒材 料充填后有利于组织液的流动和细胞的迁移生长。

四、说明书附图：