一种磷灰石微载体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物材料技术领域，公开了一种磷灰石微载体及其制备方法和应用。该磷灰石微载体的耐热温度为1000‑1350℃；磷灰石微载体的主要成分选自羟基磷灰石、卤素磷灰石、磷酸三钙、磷酸四钙或经离子置换的磷灰石中的至少一种。本发明专利技术还提供一种磷灰石微载体的制备方法。该磷灰石微载体在1150℃及以上的高温下，仍然具有良好的热稳定性，可充分灭菌。该磷灰石微载体不残留有机溶剂，对细胞无毒性，具有良好的生物相容性，有利于该磷灰石微载体在医疗领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种磷灰石微载体及其制备方法和应用
本专利技术属于生物材料
，特别涉及一种磷灰石微载体及其制备方法和应用。
技术介绍
相对于传统的二维贴壁细胞培养技术，微载体是一种能在三维空间支持贴壁型细胞进行黏附、增殖及分化等功能的球体珠粒。不同于平面细胞培养，微载体颗粒具有更大的表面积/体积比，有效地增加了细胞黏附生长的面积，从而在同样的体积内大大的增加了能够培养细胞的数量，极有利于细胞的大规模培养。同时，由于微载体便于移动、添加，还可以降低细胞培养中的传代次数，有效的降低了使用胰酶对细胞带来的损伤。基于微载体的多种优点，他们已被大量用于贴壁细胞的结构、功能及定向分化研究、组织工程研究、也逐渐被运用到大规模生物制品的生产中，如疫苗、抗体、白细胞介素、重组蛋白、激素及酶类等。而目前生物制药领域的领先技术则结合了微载体与生物反应器技术，通过生物反应器模拟生理微环境来促进体外细胞或组织的生长。在现有技术US5073491和US5175093中已经描述了利用微载体粒可以促进生物反应器中的哺乳动物细胞生长，从而提高产量。目前市面上销售的微载体多为有机高分子材料做成，如GE公司的Cytodex系列葡聚糖微载体、Pall公司的Solohill微载体、Corning公司的Synthemax聚苯乙烯微载体、Kirin公司的Cellsnow微载体、Pharmacia公司的Cytopore纤维素微载体和PercellBiolyticaAB公司的Cultispher明胶微载体等。这些微载体的制备过程中常常涉及溶剂去除过程，而当微载体含高分子有机材料时，溶剂去除过程无法在高温(200℃以上)下完成，所以往往溶剂去除过程耗时较长，且残留的有机溶剂对细胞生长具有毒性。同时，此类高分子聚合物、自然材料及其与生物陶瓷、生物玻璃等的复合型微载体也因为热稳定性能较差，不易灭菌，限制了其在医疗领域的应用。另一方面，微载体的尺寸、形貌在大规模细胞培养中是一个关键的因素，然而目前常用的技术所制备的微载体尺寸往往分布极不规则，且形貌、大小不可控。如孔明胶构成的微载体表面会出现随机的孔洞且其内部的孔洞互连情况也不可预测。现有的微载体珠粒通常直径较大(通常为2-3mm)，这给植入和组织整合上带来困难，经常导致细胞增殖不良和细胞活力降低，不可避免地导致组织分化差和修复功能差等问题。此外，由于密度较低，现有的微载体珠粒不能在生物反应器中提供为实现高细胞产量所需的搅拌流体环境的保护。因此，希望提供一种稳定性好的微载体，该微载体可以耐受高温(超过200℃)，该微载体不残留有机溶剂，对细胞没有毒性，且可以很好的灭菌，具有良好的生物相容性，方便其在医疗领域的应用。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种磷灰石微载体及其制备方法和应用，该磷灰石微载体在1150℃以上的高温下，仍然具有良好的热稳定性，可充分灭菌。通过本专利技术制得的磷灰石微载体不残留有机溶剂，对细胞无毒性，具有良好的生物相容性，有利于该磷灰石微载体在医疗领域的应用。因此，本专利技术的第一方面提供一种磷灰石微载体。具体而言，本专利技术提供一种磷灰石微载体，所述磷灰石微载体的耐热温度为1000-1350℃；所述磷灰石微载体的主要成分选自羟基磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))、卤素磷灰石、磷酸三钙(Ca3(PO4)2)、磷酸四钙(Ca4(PO4)2O)或经离子置换的磷灰石中的至少一种。优选的，所述卤素磷灰石选自氟磷灰石(Ca5F(PO4)3)和/或氯磷灰石(Ca5(PO4)3Cl)。优选的，所述经离子置换的磷灰石是用硅离子、银离子、锌离子、镁离子中的至少一种离子置换磷灰石中的钙离子和/或磷离子。经离子置换的磷灰石具体可包括硅离子置换磷灰石、银离子置换磷灰石、锌离子置换磷灰石、镁离子置换磷灰石或者硅、银双离子置换磷灰石。磷灰石中的羟基磷灰石是骨骼里面的无机盐成分，而硅等离子置换后的羟基磷灰石就更进一步接近自然骨骼的成分，所以对于骨骼相关细胞有更好的生物相容性。进一步优选的，所述经离子置换的磷灰石中的Ca或P的置换率为0.1-10wt％(即有0.1-10wt％的Ca或P被硅离子、银离子、锌离子或镁离子置换)。优选的，所述磷灰石微载体中Ca/P的摩尔比为1-2；进一步优选的，所述磷灰石微载体中Ca/P的摩尔比为1.5-1.67。优选的，所述磷灰石微载体的直径为100-800μm；进一步优选的，所述磷灰石微载体的直径为200-600μm；更优选的，所述磷灰石微载体的直径为400-500μm，例如450μm。优选的，所述磷灰石微载体主要成分为羟基磷灰石时，所述磷灰石微载体具有纳米级的多孔网状结构。进一步优选的，所述磷灰石微载体主要成分为羟基磷灰石时，磷灰石微载体具有纳米级的多孔网状结构的大小为200-500nm；多孔网状结构的孔径约为1.8-2μm。所述磷灰石微载体的形态是球体，呈珠粒状。优选的，所述磷灰石微载体在1000-1350℃下可保持10小时，耐高温稳定性极佳。耐高温性好，可有效去除有机溶剂，也有利于充分杀菌，对细胞无毒，有利于在医疗领域的应用。本专利技术的第二方面提供一种磷灰石微载体的制备方法。具体而言，所述磷灰石微载体的制备方法，包括以下步骤：(1)将磷灰石加入溶液A中，搅拌分散，获得悬浮液B；(2)将步骤(1)制得的悬浮液B逐滴加入钙盐溶液中，形成珠粒a，然后将珠粒a置于醇溶液中，过滤后收集固体，得到珠粒b，然后煅烧，得到所述磷灰石微载体；其中，溶液A中的溶质选自甘露糖醛酸、古洛糖醛酸、甘露糖醛酸和古洛糖醛酸的混合物或海藻酸盐中的至少一种。优选的，所述海藻酸盐选自海藻酸钠和/或海藻酸钙。优选的，所述溶液A的浓度为0.035-0.2g/mL；进一步优选的，所述溶液A的浓度为0.03-0.05g/mL。优选的，步骤(1)中，所述磷灰石选自羟基磷灰石、卤素磷灰石、磷酸三钙、磷酸四钙或经离子置换的磷灰石中的至少一种。优选的，步骤(1)中，所述磷灰石的质量为溶液A的质量的40-60％；进一步优选的，所述磷灰石的质量为溶液A的质量的45-55％。优选的，步骤(1)中，向溶液A中加入致孔剂。加入致孔剂有助于磷灰石微载体形成表面空隙结构，有助于对细胞或组织的培养。进一步优选的，所述致孔剂选自莰烯、淀粉或明胶中的至少一种。进一步优选的，所述致孔剂的质量为溶液A的质量的10-50％。优选的，步骤(2)中，通过液滴装置逐滴挤出所述悬浮液B，逐滴加入钙盐溶液中；进一步优选的，所述液滴装置是通过气压辅助的电动阀控制的液滴装置。优选的，步骤(2)中，所述钙盐溶液为卤化钙溶液；进一步优选的，所述所述钙盐溶液为氯化钙溶液。优选的，步骤(2)中，所述钙盐溶液的浓度为0.3-0.5mol/L。悬浮液B逐滴加入钙盐溶液中，成滴状的悬浮液B会形成珠粒a。优选的，步骤(2)中，将珠粒a置于醇溶液之前，用去离子水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷灰石微载体，其特征在于，所述磷灰石微载体的耐热温度为1000-1350℃；所述磷灰石微载体的主要成分选自羟基磷灰石、卤素磷灰石、磷酸三钙、磷酸四钙或经离子置换的磷灰石中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷灰石微载体，其特征在于，所述磷灰石微载体的耐热温度为1000-1350℃；所述磷灰石微载体的主要成分选自羟基磷灰石、卤素磷灰石、磷酸三钙、磷酸四钙或经离子置换的磷灰石中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的磷灰石微载体，其特征在于，所述经离子置换的磷灰石是用硅离子、银离子、锌离子、镁离子中的至少一种置换磷灰石中的钙离子和/或磷离子。


3.根据权利要求1所述的磷灰石微载体，其特征在于，所述经离子置换的磷灰石中的Ca或P的置换率为0.1-10wt％。


4.根据权利要求1所述的磷灰石微载体，其特征在于，所述磷灰石微载体中Ca/P的摩尔比为1-2。


5.根据权利要求1所述的磷灰石微载体，其特征在于，所述磷灰石微载体的直径为100-800μm。


6.根据权利要求1所述的磷灰石微载体，其特征在于，所述磷灰石微载体主要成分为羟基磷灰石时，所述磷灰石微载体具有纳米级的多孔网状结构。


7.权利要求1-6中任一项所述的磷灰石微载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将磷灰石加入溶液A中，搅拌分散，获得悬浮液B；
(2)将步骤(1)制得的悬浮液B逐滴加入钙盐溶液中，形成珠粒a，然后将珠粒a置于醇溶液中，过滤后收集固体，得到珠粒b，然后煅烧，得到所述磷灰石微载体；
其中，所述溶液A中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智杰，
申请(专利权)人：浙江拜尔克生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33