[发明专利]一种多层共挤生物反应器膜材的制备方法

说明书

本发明公开了一种多层共挤生物反应器膜材的制备方法，包括以下步骤：S1、通过多层共挤设备加热熔融挤出膜材，将膜材输送到拉伸系统中的拉伸牵引辊上；S2、通过牵引辊输送膜材，冷却辊进行初步冷却，定型；S3、通过红外辐射加热设备，对液体接触层进行二次加热，成半熔融状态，对液体接触层静电喷涂纳米颗粒；S4、通过第二组冷却辊对膜进行二次压合。本发明采用了一种多层共挤流延挤出工艺，并对膜材的液体接触层进行静电喷涂，使其表面覆盖一层气相二氧化硅，通过大量实验得出具有更高的细胞培养效果。该多层共挤生物反应器膜材具有更好的生物相容性、较高的气体阻隔性能、高抗弯折和戳穿性能。

技术领域

本发明涉及一种生物反应器生产制造技术领域，特别涉及一种多层共挤生物反应器膜材的制备方法。

背景技术

在生物制药生产中，一次性使用的袋子在世界范围内得到认可，并逐渐代替传统可重复性使用的不锈钢系统。因为反应器、培养器，转移器的价格高，使用后清洗困难，不锈钢系统占地大，不方便挪动。

一次性生物工艺袋采用提前灭菌消毒，使用方便，能提高工作效率。占地面积小，可以减少生产过程中清洁反应器的步骤，也避免了使用中造成交叉感染的不确定性。

现有技术中大多采用多层共挤吹塑方式生产薄膜，通过共挤模头挤出，经过风冷和水冷后牵引卷取。共挤吹膜的厚度增加会导致透明度降低，不利于观察细胞的生长。其中膜材的阻隔性能、抗拉强度和细胞培养密度相比于共挤流延膜材都较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种多层共挤生物反应器膜材的制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供的一种多层共挤生物反应器膜材的制备方法，包括以下步骤：

S1、通过多层共挤设备加热熔融挤出膜材，将膜材输送到拉伸系统中的拉伸牵引辊上；

S2、通过牵引辊输送膜材，冷却辊进行初步冷却，定型；

S3、通过红外辐射加热设备，对液体接触层进行二次加热，成半熔融状态，对液体接触层静电喷涂纳米颗粒；

S4、通过第二组冷却辊对膜进行二次压合。

在某些实施方案中，步骤S1中，多层共挤设备预热温度为120-240℃，加热时间为30-90min；模头温度为200-250℃；进料口温度为80-150℃，方便输送颗粒。

在某些实施方案中，步骤S1中，所述膜材从外到内依次包括防护层、粘接层、气体阻隔层、粘接层和液体接触层；

所述防护层由线性低密度聚乙烯和茂金属聚乙烯混合树脂构成，所述防护层的厚度为50-80μm，线性低密度聚乙烯的质量占比为60-90％，茂金属聚乙烯的质量占比为10-40％；所述粘接层由乙烯-醋酸乙烯共聚物制得，所述粘接层的厚度为10-18μm，熔融挤出温度为160-200℃；所述气体阻隔层由乙烯-乙烯醇共聚物制得，所述气体阻隔层的厚度为20-60μm；所述液体接触层由茂金属聚乙烯和线性低密度聚乙烯制得，所述液体接触层的厚度为150-250μm，茂金属聚乙烯的质量占比为10-40％，线性低密度聚乙烯的的质量占比为60-90％。

其中：粘接层的厚度不需要太厚，只需对功能层起到良好结合即可；

气体阻隔层选用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，EVOH透气性好，具有高透明度和良好的光泽度，能更直观看到细胞生长；

液体接触层采用茂金属聚乙烯和线性低密度聚乙烯为原料，并控制两者的质量比，能够更好的促进细胞生长，在使用过程中不能有低分子物的析出，影响细胞的正常生长。

在某些实施方案中，还包括对挤出的膜材进行厚度测试，包括以下步骤：

对薄膜进行拉伸并取得红外线图像，对各个边缘的厚度进行测试。