[发明专利]一种细胞培养复合膜及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种细胞培养复合膜及其制备方法和用途，包括从里向外依次粘合的核心层、第一结合层、阻氧层、第二结合层、耐磨外层，通过多层共挤、嵌入或层压等技术制备而成，其制备的膜可用于制造各种细胞培养的一次性生物反应器，储存容器、转运容器，其具有极低的溶出物和析出物、极好的生物相容性和极低的细胞毒性，所选用的核心层材料可生物降解，生产方法简单，成本较低，是一种环境友好的高分子薄膜材料，特别适合于生物制药行业。

技术领域

本发明涉及生物制药细胞培养容器领域，尤其涉及一种细胞培养复合膜及其制备方法和用途。

背景技术

在生物制药行业中，一次性袋子广泛用于生物制药细胞培养领域，例如用于一次性生物反应器或者用于储存或输送细胞流体的容器，例如细胞介质、缓冲液、细胞培养基等；生物技术的快速发展，极大的推动了其用量正在快速增长，这些一次性产品使用灵活、方便、快捷，且成本较低，无需验证，是传统不锈钢容器及各种料箱的理想替代品，便于处理和运送原材料、缓冲液、中间体及最后所得的成品药物，极大地降低了药企的一次性巨大的硬件投入成本，大大降低了前期风险。

一次性容器通常由多层膜制备而成，所述多层膜包含与培养细胞直接接触的核心层(接触层)、氧气阻隔层及与外部环境接触的最外层，三个功能层可借助于粘结层复合而成。

在生物制药行业中，一次性容器的核心层直接与生物制药产品接触，其必须满足生物制药行业要求，在使用过程中不能导致药品污染，需具备极低的析出物和溶出物，无细胞毒性，膜易于密封，由于为一次性使用，对环境要求友好，可生物降解最为适宜；然而，目前市售的一次性生物容器都是有多层聚乙烯为基材制备而成，其被称为白色垃圾，在自然界中一百年也不会降解，造成了严重的环境污染，且在成膜工艺中，必须添加抗氧化剂以便于成膜，然而，抗氧化剂的添加，阻碍了细胞生长。

针对上述缺点，本发明摒弃聚乙烯作为一次性生物容器的作为必要材料，为此，选用可自然降解的生物材料聚乳酸作为一次性生物膜核心层，其不仅对环境友好，降解产物为二氧化碳和水，不会造成任何污染。

自20世纪90年代以来，聚乳酸因其良好的生物相容性和可吸收性，迅速发展成为新一代可完全降解高分子材料的热点，受到了世界各国的广泛关注和深入研究，并被美国FDA批准为生物降解性医用材料，其降解产物为水和二氧化碳，对生物体本身无毒无害，具有较好的机械强度、弹性模量和热成型性，组织相容性好，无毒，无刺激性，不致畸，从局部组织相容性研究和全身毒性研究来看，PLGA具有良好的生物相容性和可生物降解性，美国FDA、中国药典2005年版开始控载缓释与注射剂，在自然界中的微生物、水、酸、碱等作用下能完全分解，最终产物是二氧化碳和水，对环境无任何污染，可作为环保材料代替传统的聚合物材料，聚乳酸作为一种新型的可生物降解高分子材料逐步得到研究者的重视，其应用范围已从最初用于手术缝合线，接骨材料，药物载体等医用领域向各类包装等通用高分子材料领域迅速发展，展现了诱人的晶体结构，以提高聚乳酸的力学性能，聚乳酸作为医用无毒的生物材料，用其制备的膜具有独特的物化性质，具有防黏连、促进细胞生产等特性，特别适合生物制药行业的细胞培养等。

一次性培养容器除了必须具有良好的哺乳动物细胞等相容性外，还需要好的机械强度，最外层由于与空气直接接触，往往选择耐磨性好，机械强度高的材料，为此，它必须是以足够挠性的以经得起高机械应力，但不宜选择断裂生产率高的材料，以防止在使用时而导致由该膜制成的生物容器易于变形而限制应用。聚醚醚酮作为一种特种工程塑料，其具有独特的物化性能，PEEK属耐高温热塑性塑料，可在250℃下长期使用，在200℃时弯曲强度达24MPa，在250℃下弯曲和压缩强度仍达12-13MPa，peek刚性较大，尺寸稳定性好，线膨胀系数小，接近于金属铝材料，耐化学性能好，对酸、碱及几乎所有的有机溶剂都有强的耐腐蚀性能，同时自身具有阻燃性，具有突出的耐摩擦性，且易于挤出和注射成型，加工性能优异。