专利名称：不采用乳化剂制备大孔微载体的方法
技术领域：
本发明属于动物细胞培养领域，特别涉及不采用乳化剂制备大孔微载体的方法。
大孔微载体是一种具有网状多孔结构的新型培养介质，有许多突出的优点，它不仅是动物细胞大规模培养的关键，而且还可以应用到凝胶过滤、离子交换、液相色谱等相关领域。大孔微载体的制备正如1986年的欧洲专利EP0，222，718 A2所指出的，目前应用最广泛的一种方法是多重乳化法，而使用乳化剂是传统多重乳化法的关键。
多重乳化法制备大孔微载体的本质是形成具有适当结构的O／W／O(油／水／油)型多重分散体系。传统的方法是在高温下，在含有乳化剂Tween80的10％(W／V)的明胶溶液中搅拌加入含乳化剂Span85的甲苯，乳化剂起分散和稳定液滴的作用，冷却，使明胶凝固形成小球。用乙醇和丙酮洗去小球中的甲苯，即制成具有多孔结构的大孔微载体。
虽然传统多重乳化法操作简单，但由于使用乳化剂，增加了体系的复杂程度，制备过程难以控制，而且容易引入污染物质，影响成品载体的品质，同时使用乳化剂也不利于溶剂的回收利用，容易造成环境问题。
本发明的目的在于提供一种不采用乳化剂制备大孔微载体的方法，该方法通过仔细选择分散体系，改进制备方法，避免使用乳化剂，有效地降低了工艺的复杂程度，节省了溶剂，简化了溶剂回收过程，降低了引入污染物质的可能性，有利于提高成品的品质。
本发明与现有技术的区别在于不采用乳化剂，本发明的技术方案是基于各相物质自身的理化性质来制备符合要求的多重分散体系，而传统方法则是利用乳化剂来制各合适的多重分散体系。
下面，对本发明方法所基于的原理进行阐述。分散体系中各相物质的选择首先是保证容易形成所需结构的多重分散体系，制备符合要求的大孔微载体。根据HLB(Hydrophilic and Lipophilic Balance，亲水亲油平衡)值选择是一种简便的方法。HLB值低的物质容易形成W／O型的分散体系，反之，HLB值高的物质容易形成O／W型的分散体系，亲水亲油的转变点的HLB值是10，此时既容易形成W／O型的分散体系也容易形成O／W型的分散体系。基质的选择，首先要保证易于形成多重分散体系，例如，明胶的HLB值约为9．8，就是很好的可选择基质。另一个重要的方面是基质要有良好的生物相容性，这样有利于简化后处理步骤，易于细胞顺利贴壁生长。成孔剂的选择范围要广一些，不同性质的成孔剂可以控制内孔径的大小。最外相分散介质应选择可用于控制大孔微载体粒径大小的物质。总体来讲，当两相HLB值接近时，容易形成分散度高的分散体系。当两相HLB值相差较大时，容易形成分散度低的分散体系。
保证分散体系的稳定性是选择各相物质的另一个重要方面。在条件允许的情况下，提高各相物质的粘度可以有效地提高分散体系的稳定性。提高基质的粘度可以有效地阻止分散好的成孔剂重新聚合。对于常用的材料如明胶来说，可以简单地通过提高基质的浓度或降低体系温度来增加粘度。
提高各相间界面膜的强度同样是提高分散体系稳定性的有效手段。如采用明胶／阿拉伯胶的聚电解质复合物(参见中国专利92109155．9)，其中明胶分子和阿拉伯胶分子间通过离子键结合，形成离子型的高聚物，使界面膜的强度更高，而且不会明显改变体系的粘度。
本发明就是基于上述理论，进行了大量的研究，并在此基础上完成了的。
本发明的方法是在40℃～80℃下，先将油性成孔剂分散在水性基质中，二者的体积比决定了制成的大孔微载体的空隙率和孔径分布，常用油性成孔剂与水性基质的体积比为1∶2～2∶1，搅拌，然后将制成的混合物进一步分散在另一种油性分散介质中，这一过程决定了制成的大孔微载体的直径分布，根据要求不同，所说的混合物和所说的另一种油性分散介质的体积比可为1∶1～1∶10。然后采用常规降温方法，使温度降为30℃以下，或采用聚合，或交联等手段，使体系发生相变，将形成的多重分散体系结构保存下来。对于明胶类基质来说，常用的降温方法是将体系温度降到明胶凝固点(一般为30℃左右)以下。然后，采用常规手段除去成孔剂，形成多孔状结构，再采用常规手段通过戊二醛固定来改善载体的热稳定性和机械强度，反复用蒸馏水清洗，最终得到没有采用乳化剂制备的大孔微载体。其可以用于动物细胞培养。
本发明所用的油性成孔剂为四氯化碳、空气以及空气和碳酸钙的混合物。油性成孔剂的用量以它与基质的体积比来计，例如在使用空气时，空气的量以掺入空气的基质的体积增量来计；在使用空气和碳酸钙的混合物时，碳酸钙的加入量为每50ml水性基质加入10-15克，空气的量以基质的体积增量来计。水性基质是明胶或明胶／阿拉伯胶的聚电解质复合物。另一种油性分散介质是液体石蜡。
根据本发明的方法，制备大孔微载体可以不采用乳化剂，通过仔细选择分散体系，也完全可以达到相同甚至更好的效果。
用本发明的方法可以制备出直径300～900微米，孔径20～100微米，空隙率40％～80％的大孔微载体。本发明方法制备大孔微载体不使用乳化剂，可有效地克服使用乳化剂制备大孔微载体的缺陷。下面结合附图
对本发明的技术方案作进一步的描述。
权利要求
1．一种不采用乳化剂制备大孔微载体的方法，其特征在于在40℃～80℃下，先将油性成孔剂分散在水性基质中，其中油性成孔剂与水性基质的体积比为1∶2～2∶1，搅拌，然后将制成的混合物进一步分散在另一种油性分散介质中，其中混合物和另一种油性分散介质的体积比为1∶1～1∶10，然后采用常规降温方法，使温度降为30℃以下，或采用聚合，或交联手段，使体系发生相变，除去成孔剂，改善载体的热稳定性和机械强度，清洗，得到大孔微载体。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的水性基质为明胶或明胶／阿拉伯胶的聚电解质复合物。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的油性成孔剂为四氯化碳、空气以及空气和碳酸钙混合使用。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的油性分散介质是液体石蜡。
全文摘要
本发明涉及不采用乳化剂制备大孔微载体的方法。该方法包括:在一定温度下将油性成孔剂分散在水性基质中,搅拌,然后将制成的混合物进一步分散在另一种油性分散介质中,然后采用常规降温方法降温,或采用聚合,或交联手段,使体系发生相变,除去成孔剂,改善载体的热稳定性和机械强度,清洗,得到大孔微载体。本发明方法制备大孔微载体不使用乳化剂,可有效地克服使用乳化剂制备大孔微载体的缺陷。
文档编号C08J9/00GK1289790SQ9911964
公开日2001年4月4日 申请日期1999年9月23日 优先权日1999年9月23日
发明者米佳, 聂峰光, 戚艺华 申请人:中国科学院化工冶金研究所