技术领域
[0001] 本
发明涉及微球生产技术领域，具体涉及一种制备水凝胶微球的设备和方法。
背景技术
[0002] 随着我国医疗产业不断发展，医药市场不断扩大，
生物医药制品的需求量也在不断提高。微球在生物医药领域中的应用非常广法，科研及临床应用的潜
力十分巨大，但是目前市场上生产凝胶微球的相关装置并不常见，相关研究也比较少。例如，公开号为CN 203639164 U的实用新型
专利公开了“一种应用超疏水表面快速制备SiO2凝胶微球的装置”，利用传送带运送SiO2凝胶微球，利用刮板将SiO2凝胶微球刮下，收集槽将SiO2凝胶微球收集，此装置虽然能够提高生产效率，但利用刮板使SiO2凝胶微球从传送带上掉落的方法会破坏SiO2凝胶微球的形态，且此装置仅适用于制备SiO2这类气凝胶微球，不适用于海藻酸
钙、壳聚糖等水凝胶微球。目前，制备水凝胶微球仍然是以人工操作为主，尚未形成流水线式生产，生产效率低、自动化程度不足。
[0003] 综上，针对上述
现有技术中存在的问题，本领域亟待需要一种能够提高生产效率的自动化制备水凝胶微球的设备和方法。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明
实施例的目的在于提出一种制备水凝胶微球的设备和方法，能够解决水凝胶微球生产效率低、自动化程度不足等问题。
[0005] 基于上述目的，本发明实施例的一方面提供一种制备水凝胶微球的设备，包括：
[0006]
支架，包括第一端和第二端，所述第一端设置有主动滚轮并且所述第二端设置有从动滚轮；
[0007] 传送带，设置在所述主动滚轮和所述从动滚轮上以连接所述主动滚轮和所述从动滚轮，所述传送带的外侧表面涂敷有超疏水涂料；
[0008] 速冻箱，设置在所述第一端与所述第二端之间且位于所述传送带的物料承载段的上方，所述速冻箱的下部开设有供所述传送带的物料承载段通过的通道，所述传送带与所述通道的上表面之间留有使被运送对象能够通过的缝隙；
[0009] 喷头，靠近所述第一端且在所述传送带上方朝向所述传送带设置；以及[0010] 收集盒，放置在所述第二端所处的一侧，在所述第二端所述传送带的一部分被所述从动滚轮导引伸入到所述收集盒中。
[0011] 以上所述的制备水凝胶微球的设备，优选地，所述主动滚轮与驱动装置相连接。
[0012] 以上所述的制备水凝胶微球的设备，优选地，所述第二端包含对称设置的一对三
角架，所述一对三角架的三组对应
顶点中的每组对应顶点之间均安装一个所述从动滚轮，所述从动滚轮中的第一从动滚轮位于所述收集盒中并且第二从动滚轮和第三从动滚轮位于所述收集盒上方，所述第二从动滚轮与所述主动滚轮水平设置。
[0013] 以上所述的制备水凝胶微球的设备，优选地，所述传送带经过所述第二从动滚轮后拐点处形成钝角。
[0014] 以上所述的制备水凝胶微球的设备，优选地，所述钝角为110°至150°之间的任一角度。
[0015] 以上所述的制备水凝胶微球的设备，优选地，所述喷头相对于所述传送带为垂直喷射或者倾斜喷射。
[0016] 基于上述目的，本发明实施例的另一方面提供一种利用上述设备制备水凝胶微球的方法，包括以下步骤：
[0017] 将预先制备的水凝胶微球前驱体溶液通过所述喷头高压雾
化成雾化液滴喷到涂敷有超疏水涂料的所述传送带表面上，所述雾化液滴在所述传送带表面上形成微小球状液滴；
[0018] 利用所述传送带运送所述微小球状液滴通过所述速冻箱的通道，以将所述微小球状液滴迅速冷冻为微小
冰球；以及
[0019] 利用所述传送带将所述微小冰球运送到装有预先制备的微球交联剂的所述收集盒中，所述微小冰球与所述微球交联剂发生交联反应，形成水凝胶微球。
[0020] 有益效果
[0021] 本发明提供的制备水凝胶微球的设备和方法能够通
过喷头将微球前驱体溶液雾化为微小液滴，落在经超疏水涂料涂敷的传送带表面，传送带输送微小液滴经过速冻箱时被快速冷冻形成冰球，然后冰球被输送进入收集盒中的微球交联剂中再与微球交联剂反应产生水凝胶微球，本发明提供的设备制备水凝胶微球的过程简单、广泛适用于交联方式水凝胶微球的生产制备，可以全天不间断地自动化生产，提升了水凝胶微球的制备效率。
附图说明
[0022] 图1为根据本发明一个实施例的制备水凝胶微球的设备的立体结构示意图；和[0023] 图2为根据本发明一个实施例的制备水凝胶微球的设备的工作状态示意图。
具体实施方式
[0024] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0025] 基于上述目的，本发明实施例提出了一种制备水凝胶微球的设备的一个实施例。图1为该实施例的制备水凝胶微球的设备的立体结构示意图。如图1中所示，该制备水凝胶微球的设备主要包括支架10、设置在支架10上不同
位置处的多个滚轮、传送带5、速冻箱4、喷头1以及收集盒9。
[0026] 支架10包括第一端和第二端，所述第一端设置有主动滚轮11并且所述第二端设置有从动滚轮14、15、16，主动滚轮11和从动滚轮14、15、16均通过旋
转轴与支架10连接。传送带5设置在所述主动滚轮11和所述从动滚轮14、15、16上以连接所述主动滚轮11和所述从动滚轮14、15、16，所述传送带5的外侧表面(即，与被运送对象
接触的表面)涂敷有超疏水涂料，所述超疏水涂料使传送带5表面具有超疏水性。速冻箱4设置在所述第一端与所述第二端之间且位于所述传送带5的物料承载段的上方，需要强调的是，这里所述的物料承载段是一个相对概念，泛指传送带5在运转过程中承载被运送对象的那段，而非特指传送带5的某一特定段。所述速冻箱4的下部开设有供所述传送带5的物料承载段通过的通道12，所述传送带5与所述通道12的上表面之间留有使被运送对象能够通过的缝隙。喷头1靠近所述第一端且在所述传送带5上方朝向所述传送带5设置。收集盒9放置在所述第二端所处的一侧，在所述第二端所述传送带5的一部分被所述从动滚轮导引伸入到所述收集盒9中。
[0027] 在一个优选实施例中，所述主动滚轮11与驱动装置相连接，驱动装置可以为现有各种类型的
电动机。所述主动滚轮11与电动机可以通过皮带或者其他任何已知的方式连接。驱动装置带动所述主动滚轮11旋转，主动滚轮11驱动传送带5如图2中箭头所示方向转动，并通过传送带5带动从动滚轮转动。
[0028] 在一个优选实施例中，所述第二端包含对称设置的一对三角架13，所述一对三角架13的三组对应顶点中的每组对应顶点之间均安装一个所述从动滚轮，所述从动滚轮中的第一从动滚轮14位于所述收集盒9中并且第二从动滚轮15和第三从动滚轮16位于所述收集盒9上方，所述第二从动滚轮15与所述主动滚轮11水平设置。所述传送带5经过所述第二从动滚轮15后拐点处形成钝角，所述钝角优选为110°至150°之间的任一角度。亦即，所述传送带5从第一端到第二端是水平
姿态，到达第二端后经第一从动滚轮14和第二从动滚轮15的导引在第二从动滚轮15处倾斜向下，伸入到所述收集盒9中。对本领域技术人员而言，从动滚轮的数量不受本文所述实施例的限制，只要能够解决上文所述的技术问题，本领域技术人员可以根据实际情况增减从动滚轮的数量。
[0029] 在一个优选实施例中，所述喷头1相对于所述传送带5为垂直喷射或者倾斜喷射，本领域技术人员可以根据实际情况调整喷头1的喷射角度。
[0030] 基于上述目的，本发明实施例还提出了一种制备水凝胶微球的方法的一个实施例。图2示出了利用本发明的设备制备水凝胶微球的工作过程。如图2中所示，本发明提供的设备在制备水凝胶微球时，利用喷头1将水凝胶微球前驱体溶液高压雾化成雾化液滴2喷出，形成微小液滴3落于传送带5表面上，传送带5表面涂敷有超疏水涂料，利用液体的表面
张力，在超疏水涂料涂敷过的传送带5上形成微小球状液滴3，传送带5运送微小液滴3通过速冻箱4的通道，被迅速冷冻为微小冰球6，传送带5将微小冰球6运送到收集盒9中，收集盒9中装有微球交联剂8，与水凝胶微球前驱体溶液形成的微小冰球6发生交联反应，形成水凝胶微球7，水凝胶微球7在
流体阻力的作用下离开传送带5掉落在微球交联剂8当中。本发明提供的设备能够解决现有水凝胶微球人工生产方法效率低、自动化程度不足、以及现有气凝胶微球生产设备无法制备水凝胶微球等问题。
[0031] 下面举例说明利用本发明的设备制备海藻酸钙水凝胶微球和壳聚糖水凝胶微球的过程。
[0032] 以海藻酸钠为前驱体溶液制备海藻酸钙水凝胶微球的过程：制备2％
质量分数的海藻酸钠溶液以及5％质量分数的
氯化钙溶液，喷头将海藻酸钠溶液喷出、雾化，形成微小的海藻酸钠液滴落在涂敷有超疏水涂料的传送带上，经过速冻箱迅速冷冻为冰球，再随传送带运送至装有氯化钙溶液的收集盒内，海藻酸钠冰球与钙离子发生离子交联反应，形成海藻酸钙水凝胶微球。
[0033] 以壳聚糖为前驱体溶液制备壳聚糖水凝胶微球的过程：制备1％质量分数的壳聚糖液以及5％质量分数的氢
氧化钠溶液，利用
醋酸助溶壳聚糖，然后喷头将壳聚糖溶液喷出、雾化，形成微小的壳聚糖液滴落在涂敷有超疏水涂料的传送带上，经过速冻箱迅速冷冻为冰球，再随传送带运送至装有氢氧化钠溶液的收集盒内，氢氧化钠与助溶壳聚糖的醋酸反应，中和壳聚糖冰球的酸性环境，使壳聚糖发生自交联，从而形成壳聚糖水凝胶微球。
[0034] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明
基础上，可以对之作一些
修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
