[發明專利]透析分離純化法制備鈣磷生物材料的生產裝置

有效

• 申請號: 200710051993.5
• 申請日: 2007-04-27
• 公開（公告）號: CN101049921A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 張勝民;仇志燁
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;A61L27/12;A61L31/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張安國

技術領域

本發明屬于生物醫學材料領域，具體涉及一種透析分離純化法制備鈣磷生物材料的生產裝置及其操作方法。

背景技術

納米鈣磷生物材料(nano-apatite)，主要包括納米羥基磷灰石、納米氟取代磷灰石及其摻雜鍶，鋅等改性生物材料。它們與人類自然骨中的主要無機成分類似，可用作硬組織修復和替代材料，具有良好的生物相容性和生物活性。此外，鈣磷生物材料還可用于生物活性物質(氨基酸、多肽、蛋白質等)的分離和生物催化劑載體；在普通合成的生物材料中添加少量納米羥基磷灰石可顯著改善材料對成骨細胞的粘附和增殖能力，促進新骨形成。由于這些材料優異的理化和生物學性能，納米鈣磷生物材料的合成與應用一直是國內外生物醫學材料領域的研究熱點和重要課題之一。

然而目前，鈣磷生物材料的合成制備方法都僅限于實驗室的少量合成，不具備規模化生產能力。其原因是材料合成制備過程需要煩瑣的人工操作、產物從合成到提純之間工序不銜接，必需由人工操作完成。在提純時，由于傳統水洗抽濾采用死端過濾方式，濾餅增厚太快，故每次只能進行少量物料的處理，同樣的操作要反復進行，直到產物處理完畢。在離心操作中，由于納米顆粒沉降慢，故需要使用高速甚至超高速離心機，設備昂貴，功耗巨大，設備操作的技術水平要求較高。上述幾點限制了鈣磷生物材料的規模化生產。

中國發明專利申請公開說明書200610018593X公開了一種用于納米鈣磷生物材料制備的分離提純工藝——透析分離純化法工藝，克服了上述常規制備納米磷灰石中水洗抽濾過程的諸多缺陷，可制備納米鈣磷生物陶瓷未燒結粉體，粒度為50～200nm，可以方便地實現自動化和連續化操作。但是目前透析分離純化法制備納米磷灰石工藝只限于實驗室研究，尚缺乏與之對應的生產工藝裝置和配套的工藝操作流程。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種鈣磷生物材料的生產裝置。采用該裝置可實現鈣磷生物材料的連續性規模化生產，產品純度高、回收率高；生產過程中產物不發生團聚現象；設備自動化程度高、操作簡便、能耗低。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種透析分離純化法制備鈣磷生物材料的生產裝置，該裝置由合成制備系統和分離純化系統兩個主要部分構成，包括一臺具備溫度反饋調節和pH自動調整的反應設備，一組用于去除初始產物中雜質離子的透析分離提純模塊，以及壓力可調的傳輸泵，配套的閥門、壓力表和流量計等裝置。所述的透析分離提純模塊由一個或多個固定規格的標準型純化組件組成，一方面可以根據反應體系的濃度高低或者需要去除的雜質種類選擇構建串聯多次純化模塊，另一方面可以根據產量的多少選擇構建并聯多通道透析分離提純模塊，進一步地，可以將這兩種連接方式結合起來，采用混合連接方式構建透析分離提純模塊。模塊的組建方式靈活，可根據具體生產情況自主設計模塊的構建方式和規模。

本發明的透析分離純化法制備鈣磷生物材料的生產裝置(參見附圖1)，該裝置包括合成反應設備1，透析分離提純模塊2，純水箱4、產品收集箱5、廢液箱6、化學清洗液箱7、I清洗液收集箱8-1、II清洗液收集箱18-2、反應產物傳輸泵9，純水傳輸泵10化學清洗液傳輸泵11、流量計、壓力表及連接上述各設備管道。合成反應設備1，反應產物傳輸泵9，反應產物管道30，透析分離提純模塊2，產品收集管道31和產品收集箱5構成一個通路；純水箱4，純水傳輸泵10，純水總管32，透析分離提純模塊2，廢液收集管道33和廢液箱6構成一個通路。反應產物和洗滌用純水通過兩條通路在透析分離提純模塊2中的標準型純化組件3中形成流動透析；化學清洗液箱7，化學清洗液傳輸泵11，I化學清洗管道34和II化學清洗管道34-1從兩條管路分別通向透析分離提純模塊2，對透析分離提純模塊2進行清洗。

本發明中的合成反應設備1具備溫度反饋調節和pH自動調整裝置。透析分離提純模塊2由一個或多個固定規格的標準型純化組件3組成，多個標準型純化組件3之間串聯連接、或者并聯連接，或者串并聯混合連接。每個標準型純化組件3的主體部分形狀為圓柱體，長度范圍是500～1500毫米，直徑范圍是50～250毫米。每個標準型純化組件3的截留分子量相同或不相同，故去除雜質的粒徑范圍相同或者不相同。使用多個標準型純化組件3串聯連接工作時，在不同串聯級別選用不同純化參數的組件，按粒徑尺寸從小到大依次除去產物中的雜質。每個標準型純化組件豎直安裝在不銹鋼支架上，外殼上有四個管接口，進料口位于下端，產物出口位于上端，洗滌水進水口位于上端側部，洗滌水出水口位于下端側部。每個標準型純化組件3內初始反應產物原液和洗滌用純水的流動方式為錯流。