适用于细胞扩增的聚合物复乳微球及其制备方法与流程

    专利查询2026-03-07  27


    本发明涉及微球制备,尤其涉及一种适用于细胞扩增的聚合物复乳微球及其制备方法。


    背景技术:

    1、微球载体是由天然大分子物质(如蛋白、多糖等)或合成高分子聚合物组成的具有一定尺寸和比表面积的微粒,可以支持贴壁依赖型细胞的粘附和生长。因此,高比表面积的微球载体用作为贴壁依赖型细胞的三维培养平台受到了越来越多的关注与研究。

    2、为使微球载体更好地发挥出三维培养平台功能,现有通常采用以下方式来提升微球载体的比表面积:

    3、1)采用涂层工艺对微球载体的表面形貌进行修饰;但这种涂层工艺存在加工效率低、涂层易脱落,粘附性、组分含量不可控等缺点。

    4、2)制备具有多组分的聚合物复乳微球;经研究发现,相较于单一组分的微球载体,聚合物复乳微球具有促进细胞粘附、加强细胞繁殖的功能。然而,由于现有通常采用乳化-溶剂挥发法来制备聚合物复乳微球,所制得的微球尺寸的均一性一般,cv值(变异系数)为10~20左右,从而造成微球促进细胞扩增/增殖的功效有限,不能很好的满足市场需求。

    5、有鉴于此,特提出本发明。


    技术实现思路

    1、为了克服上述缺陷,本发明提供了一种适用于细胞扩增的聚合物复乳微球及其制备方法,该制备方法简单、合理、易操作,制得的聚合物复乳微球既能很好的促进细胞粘附、增殖和成骨分化,又成品尺寸均一性高、应用领域广,很好的满足了市场需求。

    2、本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,包括:

    3、提供可降解高分子聚合物和天然生物高分子材料,将所述可降解高分子聚合物溶于易挥发有机溶剂中、制得溶液a,将所述天然生物高分子材料溶于溶剂a中、制得溶液b,然后将所得溶液a与所得溶液b混合并均质处理,得到粒度为20~80μm的内相流体;

    4、提供表面活性剂并溶于去离子水中,制得外相流体;

    5、提供微流控芯片,将所得内相流体和所得外相流体分别通入所述微流控芯片的两相微通道中,并控制使所得内相流体与所得外相流体的流量比为1:(3~5),以制得粒径均一、且cv值不大于5%的微球初品;

    6、将所得微球初品收置于接收溶液中,待静置挥发设定时间后,对所得微球初品依次进行洗涤和冷冻干燥处理,即制得适用于细胞扩增的聚合物复乳微球。

    7、作为本发明的进一步改进,所得内相流体的流量为30ml/h~120ml/h;所得外相流体的流量为90ml/h~360ml/h。

    8、作为本发明的进一步改进,所述均质处理的加工参数为:转速5000~6000rpm,处理时间20~30min。

    9、作为本发明的进一步改进,所得微球初品的粒径为10~200μm,产能为不少于60ml/h。

    10、作为本发明的进一步改进,所述冷冻干燥处理的加工参数为:冷阱温度-65℃~-55℃,真空度10-3pa~10-1pa,处理时间20~24h。

    11、作为本发明的进一步改进,所述接收溶液采用质量百分浓度为0.5%~3%的表面活性剂水溶液,其中,所述表面活性剂水溶液中的溶质选自聚丙烯酸钠、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种。

    12、作为本发明的进一步改进,所述可降解高分子聚合物选自聚乳酸、左旋聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙醇酸和聚己内酯中的至少一种;

    13、所述天然生物高分子材料选自胶原、明胶、壳聚糖和丝素蛋白中的任意一种;

    14、以所述聚合物复乳微球的总重量为基准,并按重量百分比计,所述可降解高分子聚合物为50%~90%,所述天然生物高分子材料为10%~50%。

    15、作为本发明的进一步改进,按重量百分比计,所述溶液a由2%~10%的所述可降解高分子聚合物和90%~98%的所述易挥发有机溶剂混合组成;所述溶液b由1%~10%的所述天然生物高分子材料和90%~99%的所述溶剂a混合组成;其中,所述易挥发有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷和丙酮中的任意一种;所述溶剂a选自去离子水或者醋酸溶液;

    16、另外,所述溶液a与所述溶液b按照体积比(100~20):1进行混合。

    17、作为本发明的进一步改进,以所述外相流体的总重量为基准,并按重量百分比计,所述表面活性剂为1%~3%,所述去离子水为余量;

    18、另外,所述表面活性剂选自聚丙烯酸钠、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种。

    19、本发明还提供了一种适用于细胞扩增的聚合物复乳微球,采用本发明所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法制备而成。

    20、本发明的有益效果是:1)本发明优选采用微流控技术、溶剂挥发技术和冷冻干燥技术等相结合的制备方式来制作所述聚合物复乳微球,其中,①本发明在利用微流控技术制作微球初品时,特别对内、外相流体的流量进行优控,这样可实现使微球初品的产能大、粒径大小可控的基础上,还更好地确保使内、外相流体之间的剪切力及表面张力达到最佳平衡状态,从而能得到粒径均一性非常高的微球初品;而众所周知的,微球尺寸的均一性越高,越有利于促进细胞增殖,以及越能准确评估细胞对微球的反应;②本发明采用先充分降低微球初品表面张力、再充分静置的方式来使得微球初品中的有机溶剂得以充分挥发,从而可使得微球初品以逐步且均匀地皱缩方式成型为聚合物复乳微球半成品,进一步确保了聚合物复乳微球成品的尺寸均一;③本发明采用真空冷冻干燥方式来制得最终的聚合物复乳微球成品,这样可进一步确保聚合物复乳微球成品的尺寸不变形、成分损失少等。④本发明所提供的制备方法简单、合理、易操作,且相关原料易得、成本不高、更加环保。2)本发明对内相流体(亦即聚合物复乳微球)的原料配方进行优控,采用可降解高分子聚合物与天然生物高分子材料按照特殊配比组合构成;借由可降解高分子聚合物与天然生物高分子材料组合,一方面在实现具有良好的生物相容性的同时,还能够为细胞附着提供若干结合点位(具体由天然生物高分子材料提供),使得聚合物复乳微球具有非常好的细胞粘附性能和促进细胞增殖、成骨分化性能,即能够实现细胞扩增和骨组织修复;另一方面还可使聚合物复乳微球具有良好的机械性能(具体由可降解高分子聚合物提供),进而使其成球性更高、球形更为饱满,使其降解周期得以有效延长,以及使其能被很好的用作为组织工程支架、植入型细胞载体、多功能的细胞扩增与骨组织修复的平台等,即聚合物复乳微球的应用领域得以很好拓展。总之,本发明通过对聚合物复乳微球的制备方法及原料配方进行优化创新,可获得能很好的促进细胞粘附、增殖和成骨分化,成品尺寸均一性高,应用领域广的聚合物复乳微球;很好的满足了市场需求。



    技术特征:

    1.一种适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:包括:

    2.根据权利要求1所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:所得内相流体的流量为30ml/h~120ml/h;所得外相流体的流量为90ml/h~360ml/h。

    3.根据权利要求1所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:所述均质处理的加工参数为:转速5000~6000rpm,处理时间20~30min。

    4.根据权利要求1所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:所得微球初品的粒径为10~200μm,产能为不少于60ml/h。

    5.根据权利要求1所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:所述冷冻干燥处理的加工参数为:冷阱温度-65℃~-55℃,真空度10-3pa~10-1pa,处理时间20~24h。

    6.根据权利要求1所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:所述接收溶液采用质量百分浓度为0.5%~3%的表面活性剂水溶液,其中,所述表面活性剂水溶液中的溶质选自聚丙烯酸钠、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种。

    7.根据权利要求1所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:所述可降解高分子聚合物选自聚乳酸、左旋聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙醇酸和聚己内酯中的至少一种;

    8.根据权利要求7所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:按重量百分比计,所述溶液a由2%~10%的所述可降解高分子聚合物和90%~98%的所述易挥发有机溶剂混合组成;所述溶液b由1%~10%的所述天然生物高分子材料和90%~99%的所述溶剂a混合组成;其中,所述易挥发有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷和丙酮中的任意一种;所述溶剂a选自去离子水或者醋酸溶液;

    9.根据权利要求1所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法,其特征在于:以所述外相流体的总重量为基准,并按重量百分比计,所述表面活性剂为1%~3%,所述去离子水为余量;

    10.一种适用于细胞扩增的聚合物复乳微球,其特征在于:采用权利要求1-9中任意一项所述的适用于细胞扩增的聚合物复乳微球的制备方法制备而成。


    技术总结
    本发明公开了一种适用于细胞扩增的聚合物复乳微球及其制备方法,包括:将可降解高分子聚合物溶于易挥发有机溶剂中制得溶液A,将天然生物高分子材料溶于溶剂A中制得溶液B,将溶液A与溶液B混合并均质得到内相流体;将表面活性剂溶于去离子水中制得外相流体;将内、外相流体分别通入微流控芯片的两相微通道中,并使内、外相流体的流量比为1:(3~5),制得粒径均一且CV值≤5%的微球初品;将微球初品收置于接收溶液中,静置挥发后对微球初品进行洗涤和冷冻干燥,制得聚合物复乳微球。该制备方法简单合理、易操作,所得聚合物复乳微球既能很好的促进细胞粘附、增殖和成骨分化,又成品尺寸均一性高、应用领域广,满足了市场需求。

    技术研发人员:吴柏璇,周雪蒙,刘腾,蒋涛,陈家轲
    受保护的技术使用者:苏州阿卡索生物科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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