本發(fā)明屬于醫(yī)用生物材料學(xué)領(lǐng)域，具體地說，是一種具有高效凝血功能的介孔二氧化硅顆粒的高效制備方法。

背景技術(shù)：

介孔二氧化硅顆粒，由于具有高比表面積和孔隙率而賦予顆粒優(yōu)秀的吸附性能，同時二氧化硅良好的生物相容性使得介孔二氧化硅顆粒成為止血材料的優(yōu)選。但常規(guī)制備二氧化硅顆粒都首先利用模板劑制得有序介孔納米二氧化硅粉末，然后將納米粉末作為原料，配合制粒助劑制備介孔二氧化硅顆粒，生產(chǎn)成本高同時生產(chǎn)環(huán)境受到了極大的污染。

不使用模板劑，溶膠形成凝膠的速度很慢，反應(yīng)時間長達120-170小時左右，所以常規(guī)方法首先都使用模板劑，以便溶膠快速形成凝膠，凝膠過程只需要3小時，同時在二氧化硅表面形成有序的介孔結(jié)構(gòu)；但有機模板劑的價格很高，使得產(chǎn)業(yè)化的成本提高，而且燒結(jié)會不完全，有機物的殘留會降低材料的生物相容性；其次常規(guī)方法從硅源到二氧化硅顆粒，都有一個中間產(chǎn)物納米二氧化硅粉末：從硅源制得納米二氧化硅凝膠，凝膠干燥得到二氧化硅干凝膠，再將干凝膠研磨成納米二氧化硅粉末，然后將納米二氧化硅粉末和制粒助劑混合制粒，粉末自身以及和制粒助劑的混合對操作環(huán)境污染嚴重。

因此，本領(lǐng)域尚需提供一種對環(huán)境友好的介孔二氧化硅顆粒的制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種對環(huán)境友好的具有止血功能的介孔二氧化硅顆粒的高效制備方法。

本發(fā)明的第一方面，提供一種具有高效凝血功能的介孔二氧化硅顆粒的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

a)將正硅酸乙酯溶解在鹽酸水溶液或氨水溶液中，溶液經(jīng)過溶膠化再凝膠化形成濕凝膠；

b)將所述濕凝膠與成型劑加入到造粒機，得到坯粒；

c)將所述坯粒進行干燥得到所述介孔二氧化硅顆粒。

在另一優(yōu)選例中，將正硅酸乙酯溶解在鹽酸水溶液，反應(yīng)結(jié)束得到濕凝膠。

在另一優(yōu)選例中，將正硅酸乙酯溶解在氨水溶液，反應(yīng)結(jié)束加入鹽酸水溶液得到濕凝膠。

在另一優(yōu)選例中，將正硅酸乙酯溶解在鹽酸水溶液，反應(yīng)結(jié)束加入氨水溶液得到濕凝膠。

在另一優(yōu)選例中，所述鹽酸水溶液的濃度為1-10vol％。

在另一優(yōu)選例中，所述鹽酸水溶液的pH為0.5-6，較佳為1-4。

在另一優(yōu)選例中，所述氨水溶液的濃度為1-10vol％。

在另一優(yōu)選例中，所述氨水溶液的pH為7-13，較佳為10-12。

在另一優(yōu)選例中，所述步驟a)中控制溫度為20-80℃，較佳為30-60℃。

在另一優(yōu)選例中，所述步驟a)中，在80-500轉(zhuǎn)/分鐘較佳100-200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2-15小時，溶液經(jīng)過溶膠化再凝膠化形成濕凝膠。

在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括將步驟a’)，將步驟a)制備的濕凝膠在50-80℃烘箱中烘2-10小時，使所述濕凝膠的持水量為200％-1000％，優(yōu)選為200％-800％，然后再進行步驟b)。

在另一優(yōu)選例中，所述成型劑為氧化纖維素、氧化再生纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、醋酸纖維素、纖維素、硅藻土中的一種或兩種以上的組合。

在另一優(yōu)選例中，按照干凝膠與成型劑重量比為10：1-10：8，較佳10:2-10:6將濕凝膠與成型劑加入到造粒機。

在另一優(yōu)選例中，所述濕凝膠與所述成型劑加入到造粒機(也稱制粒機)中，控制攪拌速度500-3000轉(zhuǎn)/分，攪拌后的濕軟料經(jīng)過條狀成型(轉(zhuǎn)數(shù)為500-1000轉(zhuǎn)/分)，切割(轉(zhuǎn)數(shù)為500-3500轉(zhuǎn)/分)及滾圓工序得到二氧化硅坯粒。

在另一優(yōu)選例中，所述步驟c)中，將所述坯粒在馬弗爐中煅燒得到介孔二氧化硅顆粒。如在300-800℃煅燒0.5-3小時。

在另一優(yōu)選例中，所述步驟c)中，將所述坯粒在烘箱烘干得到介孔二氧化硅顆粒。如在40-70℃烘干2-7小時。

在另一優(yōu)選例中，所述步驟c)中，將所述坯粒在冷凍干燥機凍干得到介孔二氧化硅顆粒。如凍干2-10小時。

本發(fā)明的方法，優(yōu)化改進了常規(guī)介孔二氧化硅顆粒制備的工藝路線，生產(chǎn)成本降低，生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化。首先去除常規(guī)方法需要的模板劑，使得原料成本大大降低；其次去除干凝膠到粉碎至粉末再制粒的過程，直接用濕凝膠進行制粒，消除了制粒前期的污染性粉塵；第三從濕凝膠到制粒的優(yōu)化工藝，不需要經(jīng)過干凝膠階段，產(chǎn)品的制備周期明顯縮短，提高了設(shè)備的利用率同時降低了時間成本。

應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說明

圖1為介孔二氧化硅顆粒的SEM圖片。

圖2為介孔二氧化硅顆粒的SEM圖片。

具體實施方式

本申請的發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入地研究，首次研發(fā)出一種新型高效的介孔二氧化硅顆粒的制備方法，本發(fā)明的方法不需要借助模板劑，大大降低了產(chǎn)品原料成本；且在硅源水解聚合后，將凝膠狀態(tài)的物料直接投入造粒機進行二氧化硅顆粒的制備，無需經(jīng)過干粉加入造粒機之后的干混和濕混步驟，消除了粉塵對操作環(huán)境的污染；此外，由于物料從凝膠狀態(tài)直接進入造粒機，不需要經(jīng)過干凝膠階段，產(chǎn)品的制備周期明顯縮短，提高了設(shè)備的利用率同時降低了時間成本。在此基礎(chǔ)上，完成了本發(fā)明。

制備方法

本發(fā)明公開了一種新型的具有止血功能的介孔二氧化硅顆粒的高效制備工藝路線。

具體制備工序包括濕凝膠的制備和顆粒成型以及干燥步驟。

凝膠制備：將正硅酸乙酯溶解在1-10％鹽酸/氨水水溶液中，體系pH值為1-12，控制溫度在30-60℃，100-200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2-15小時，溶液經(jīng)過溶膠化再凝膠化形成凝膠，將凝膠在50-80℃烘箱中烘2-10小時，控制凝膠的持水量在200-800％。

顆粒成型：根據(jù)濕凝膠的持水量，確定成型劑用量，將濕凝膠和成型劑加入到造粒機；控制攪拌速度500-3000轉(zhuǎn)/分，攪拌后的濕軟料經(jīng)過條狀成型，切割及滾圓工序得到二氧化硅坯粒。

干燥：將濕坯粒在馬弗爐中煅燒/烘箱烘干/冷凍干燥機凍干，得到介孔二氧化硅顆粒。

在本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：

將正硅酸乙酯溶解在1-10％鹽酸/氨水水溶液中，控制溫度在30-60℃，100-200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2-15小時，溶液經(jīng)過溶膠化再凝膠化形成凝膠；

將凝膠狀產(chǎn)物直接加入到造粒機中，加入20-100％(助劑二氧化硅的比例)的造粒助劑攪拌；

濕軟料經(jīng)過條狀成型，切割及滾圓工序得到二氧化硅坯粒；

將濕坯粒在馬弗爐中300-500℃下煅燒0-3小時，或在烘箱40-70℃烘3-7小時，或在冷凍干燥機凍干2-10小時，得到介孔二氧化硅顆粒。

本發(fā)明提到的上述特征，或?qū)嵤├岬降奶卣骺梢匀我饨M合。本案說明書所揭示的所有特征可與任何組合物形式并用，說明書中所揭示的各個特征，可以被任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特別說明，所揭示的特征僅為均等或相似特征的一般性例子。

本發(fā)明的有益之處在于：

(1)原料成本低，生產(chǎn)成本降低60％；

(2)消除現(xiàn)有方法中粉塵對操作環(huán)境的污染，生產(chǎn)過程中無粉塵，凈化了生產(chǎn)環(huán)境；

(3)產(chǎn)品的制備周期明顯縮短，單批生產(chǎn)周期縮短48小時，縮短67％，提高了設(shè)備的利用率同時降低了時間成本。

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)是重量百分比和重量份數(shù)。

除非另行定義，文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。文中所述的較佳實施方法與材料僅作示范之用。

實施例1：

配置3％的鹽酸水溶液280mL，攪拌至澄清，pH值為2-4，逐滴加入18.37mL正硅酸乙酯TEOS，60℃，與200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2h，反應(yīng)結(jié)束后加入30mL氨水繼續(xù)攪拌1min，過濾收集樣品，得到初態(tài)濕凝膠；將初態(tài)濕凝膠置于50℃烘箱中加熱1小時，使得濕凝膠的含水量為400％左右。

將濕凝膠和醋酸纖維素(按照重量比：凝膠(干)/成型劑＝10：4)加入制粒機中，2000轉(zhuǎn)/分攪拌30min，調(diào)節(jié)控制制條漿800轉(zhuǎn)/分鐘和切粒刀的轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分，得到二氧化硅濕顆粒；將二氧化硅濕顆粒經(jīng)600℃高溫焙燒3小時，得到二氧化硅顆粒。

二氧化硅顆粒的SEM圖如圖1所示，孔徑范圍6-9nm，為介孔二氧化硅顆粒。

實施例2：

配置5％的氨水水溶液250mL，pH值為10-12，逐滴加入16mL TEOS，30℃，與150轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3h，反應(yīng)結(jié)束后加入50mL鹽酸繼續(xù)攪拌2min，過濾收集樣品，得到初始濕凝膠；將初始濕凝膠置于微波實驗爐中加熱20min，得到含水量為600％左右的濕凝膠。

將濕凝膠和硅藻土(按照重量比：凝膠(干)/硅藻土＝10：6)加入制粒機中，1000轉(zhuǎn)/分攪拌60min，調(diào)節(jié)控制制條漿500轉(zhuǎn)/分鐘和切粒刀1500轉(zhuǎn)/分，得到二氧化硅濕顆粒；將二氧化硅濕顆粒烘箱60℃烘3小時，得到二氧化硅顆粒。

經(jīng)檢測，孔徑范圍8-11nm，為介孔二氧化硅顆粒。

實施例3：

配置300mL鹽酸水溶液中，攪拌至澄清，pH值為1-3，逐滴加入20mL TEOS，30℃，與100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌15h，過濾收集樣品，得到濕凝膠；

將濕凝膠和纖維素(按照重量比：凝膠(干)/纖維素＝10：2)加入制粒機中，2500轉(zhuǎn)/分攪拌20min，調(diào)節(jié)控制制條漿600轉(zhuǎn)/分鐘和切粒刀的轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分鐘，得到二氧化硅濕顆粒；將二氧化硅濕顆粒凍干4小時，得到二氧化硅顆粒。

二氧化硅顆粒的SEM圖如圖2所示，孔徑范圍3-5nm，為介孔二氧化硅顆粒。

在本發(fā)明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。