專利名稱：：干燥生物材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及干燥生物材料的方法。
背景技術(shù)：
：一段時(shí)間以來，已知用于生產(chǎn)明膠、膠原、纖維蛋白、聚(乙醇酸)(PGA)和聚(乳酸)(PLA)等的海綿的方法。盡管存在許多生產(chǎn)用于生物材料應(yīng)用的泡沫的技術(shù)，但是，大部分涉及有機(jī)溶劑的使用，并且有些使用起來過于昂貴。一種常見的技術(shù)是溶劑鑄型，接著微粒浸取。首先將聚合物溶解于有機(jī)溶劑中，然后與例如食鹽的固體“致孔劑”(porogen)混合。蒸發(fā)溶劑，留下聚合物中的鹽晶體鑄造。接著，用水浸取該復(fù)合物以除去鹽，留下多孔材料。另一類常用的技術(shù)是相分離/乳化?？梢援a(chǎn)生含有溶于有機(jī)溶劑的聚合物的泡沫，然后將水灌入泡沫中。接著冷凍泡沫，并冷凍干燥以除去溶劑和水?；诶鋬龈稍锏募夹g(shù)不適合大規(guī)模的操作。由于需要昂貴的設(shè)備、脫水速度緩慢和高能量消耗，冷凍干燥是一種非常昂貴的除水方法。產(chǎn)生泡沫的常規(guī)干燥方法包括風(fēng)干、冷凍干燥和真空干燥。風(fēng)干通過加入離去試劑、鑄造孔隙或脫鹽在固體或半固體材料中產(chǎn)生孔隙。這種方法通常需要長時(shí)間，或通過加熱來加速。冷凍干燥需要相當(dāng)長的時(shí)間，且受到裝置中的可用空間的限制。由于需要設(shè)備和實(shí)現(xiàn)升華需消耗的能量，該方法也是昂貴的。真空干燥不能控制能量輸入速度，因此難于控制產(chǎn)生的泡沫的孔徑大小或孔壁厚度。也可以由凝膠產(chǎn)生多孔固體。凝膠廣泛地用于食品工業(yè)，并且將溶質(zhì)分散于食品中是一般慣例(Rassis等人，1997)。最近，已經(jīng)提出用干燥的凝膠作為如維生素和礦物質(zhì)的食品成分以及手術(shù)或治療之后的藥物的載體。水狀膠體凝膠可以由多糖衍生，在低聚合物濃度時(shí)產(chǎn)生精細(xì)結(jié)構(gòu)的凝膠，或者使用較高聚合物濃度由蛋白質(zhì)衍生。干燥水狀膠體凝膠的產(chǎn)生是簡單、快速且廉價(jià)的。其在孔隙率和機(jī)械強(qiáng)度方面的物理性質(zhì)的控制使得它們能夠用于較寬范圍的目的。它們也可以用來控制特定干燥食物產(chǎn)品的聲波響應(yīng)，并且具有將來用于無數(shù)不同的領(lǐng)域的極大潛力，從食品和包裝到醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)護(hù)理、日常用品、耕作和農(nóng)業(yè)、和環(huán)境化學(xué)甚至電子工業(yè)。水狀膠體凝膠具有在合適的溶劑中膨脹的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凝膠的膨脹涉及聚合物基質(zhì)彈性延伸產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)壓力的增加。當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)壓力通過脫水變得松弛時(shí)，可能發(fā)生收縮。脫水過程中，親水聚合物基質(zhì)在干燥前被水包圍，并在干燥后被空氣包圍?？梢哉J(rèn)為這些相分別是良好的和較差的溶劑。較差的溶劑可以有利于聚合物-聚合物之間的相互作用，因而可以誘發(fā)自發(fā)的皺縮(collapse)。在脫水過程中溶劑性質(zhì)的改變誘導(dǎo)皺縮。也可以認(rèn)為毛細(xì)作用力是皺縮的一個(gè)原因。收縮或皺縮的終點(diǎn)可以是產(chǎn)物從橡膠態(tài)到玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變。水狀膠體凝膠的物理學(xué)表明，填充物微粒的滲透可以導(dǎo)致剛性的劇烈增加(Eichler等人，1997)。當(dāng)大顆粒形式的兩種聚合物混合在一起時(shí)，干燥材料中存在聚合物混合物的相分離的可能性。這種類型的分離取決于如聚合物在所用溶劑中的各自的溶解性、與基質(zhì)表面的相互作用、沉積方法和干燥方法等各種參數(shù)。為了避免這些問題，混合并干燥聚合物的納米微粒(參見，Kietzke等人，2003)。他們證明含有各種聚合物的納米微粒的水性分散體可以通過“微乳化”方法產(chǎn)生。他們首先將聚合物溶解于合適的溶劑中，然后將其加入含有合適的表面活性劑的水溶液中。通過施加高剪切力，獲得含有聚合物溶液小液滴的穩(wěn)定的乳劑(所謂的微乳劑)。在其產(chǎn)生之后立即，或者在其浸于不同的碳水化合物溶液中以改變其物理和化學(xué)組成之后，通過冷凍脫水產(chǎn)生水狀膠體泡沫和海綿。產(chǎn)生的干燥的多孔結(jié)構(gòu)是固體結(jié)構(gòu)中相互連接的孔的網(wǎng)絡(luò)。改變制備程序可以改變這些海綿的機(jī)械性質(zhì)。例如，濕瓊脂凝膠中的內(nèi)在的氣泡劇烈地降低干燥海綿的機(jī)械完整性，并影響其孔隙率。但是，在藻酸鹽海綿中使用同樣的方法只導(dǎo)致較小的機(jī)械改變(Nussinovitch等人，1993)。包括在藻酸鹽凝膠中的油削弱干燥海綿的機(jī)械強(qiáng)度，降低其破裂(failure)時(shí)的應(yīng)力和剛度(如可變形模量所反映的)，并改變干燥海綿的孔的大小分布和結(jié)構(gòu)(Nussinovitch和Gershon,1997)。海綿的水塑化改變其應(yīng)力-應(yīng)變行為。真空干燥的海綿或那些適應(yīng)于O.33水活度的海綿通過脆性破裂皺縮。適應(yīng)于O.57和O.75的水活度的海綿似乎通過彈性屈服皺縮(Rassis等人，1998)。大部分凝膠具有低固體含量，因此具有相當(dāng)?shù)偷目捎行Ц稍锏目偣腆w。水狀膠體泡沫和海綿是經(jīng)濟(jì)上可行的干燥凝膠產(chǎn)物，取決于涉及的干燥方法的成本。多孔固體基于小室壁(cellwall)和完整的多孔結(jié)構(gòu)，具有低的密度和低的機(jī)械強(qiáng)度?？梢愿鶕?jù)以下特征對其結(jié)構(gòu)分類小室壁的柔性相對于脆性；多孔固體的主體中孔大小的分布；開放的小室相對于閉合的小室；小室壁的厚度和形狀；和以不同的長度標(biāo)度提到的結(jié)構(gòu)均勻性。多孔固體的最有價(jià)值的性質(zhì)是其密度、傳導(dǎo)性、楊氏模量(Young’smodulus)和強(qiáng)度。多孔固體通常具有小于O.3kg/m3的相對密度,但它們可以達(dá)到更低的值。多孔固體的不同結(jié)構(gòu)導(dǎo)致寬范圍的這些性質(zhì)和更廣的應(yīng)用。低密度物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可以漂浮的輕的、硬的、大的輕便結(jié)構(gòu)。其低導(dǎo)熱性產(chǎn)生隔熱性。本領(lǐng)域需要新的和改進(jìn)的由水狀膠體生產(chǎn)泡沫和海綿的方法。進(jìn)一步需要允許在干燥熱不穩(wěn)定或熱敏感材料過程中良好控制溫度的干燥生物活性材料的方法。發(fā)明概述本發(fā)明提供了干燥生物活性材料的方法。該方法包括在水溶液中混合生物活性材料與保護(hù)劑，形成糊劑(paste)，并將糊劑暴露于真空下的行波輻射能。通過在真空下一般以單向方式引導(dǎo)輻射能，該方法允許干燥過程中對樣品溫度進(jìn)行精密調(diào)節(jié)。本發(fā)明提供了干燥生物活性材料的方法，包括以下步驟在水性溶劑中混合生物活性材料與保護(hù)劑以形成糊劑；并將糊劑暴露于真空下的行波輻射能，以從糊劑中沸騰溶劑。產(chǎn)生的干燥的生物活性材料呈現(xiàn)泡沫或海綿狀的外觀，并且可以用于再水合，或者可以碾碎成較小的部分并散布于其它產(chǎn)品中。該方法有利地允許干燥熱敏感或熱不穩(wěn)定的生物成分，如微生物(細(xì)菌培養(yǎng)物、減毒活微生物、益生菌劑(probiotics)、酵母等)、酶，或藥物，如疫苗和抗生素。通?？蛇m用于泡沫和海綿的其它用途也是根據(jù)本發(fā)明形成的干燥生物活性材料的可能的用途。在結(jié)合附圖閱讀以下的本發(fā)明具體實(shí)施方案的說明后，本發(fā)明的其它方面和特征對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是明顯的。程圖。系O系O系O附圖簡述下面僅是為了舉例說明，參考附圖，描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中圖IA是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制備水狀膠體凝膠多孔海綿的特定方法的流圖IB是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制備泡沫的一般方法的流程圖。圖2顯示具有O.16kPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖3顯示具有6.IkPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖4顯示具有16.3kPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖5顯示具有27.IkPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖6顯示具有274.4kPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖7顯示具有732.5kPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖8顯示具有1175kPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖9顯示具有3000kPa的平均初始楊氏模量的泡沫的孔間通道大小分布。圖10顯示具有O.16kPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖11顯示具有6.IkPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖12顯示具有16.3kPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖13顯示具有27.IkPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖14顯示具有274.4kPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)圖15顯示具有732.5kPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)圖16顯示具有1173.5kPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)圖17顯示具有3000kPa的平均初始楊氏模量的干燥多孔固體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖18是具有6.IkPa的初始模量的泡沫的SEM圖。圖19是具有16.3kPa的初始模量的泡沫的SEM圖。圖20是具有27.IkPa的初始模量的泡沫的SEM圖。圖21是具有732.5kPa的初始模量的泡沫的SEM圖。圖22是具有1173.5kPa的初始模量的泡沫的SEM圖。圖23顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法形成的風(fēng)干的海綿的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖24顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法形成的真空干燥的海綿的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖25顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法形成的冷凍干燥的海綿的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖26顯示根據(jù)本發(fā)明形成的海綿的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。圖27是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法形成的風(fēng)干的海綿的SEM圖。圖28是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法形成的真空干燥的海綿的SEM圖。圖29是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法形成的冷凍干燥的海綿的SEM圖。圖30是根據(jù)本發(fā)明形成的海綿的SEM圖。圖31是用于對如細(xì)菌培養(yǎng)物、減毒活微生物、益生菌劑、酵母等微生物脫水的t-REV方法的圖示。圖32是用于對如細(xì)菌培養(yǎng)物、減毒活微生物、益生菌劑、酵母等微生物脫水的t-REV冷凍和冷凍干燥方法的圖示。圖33顯不在10和30托真空下唾液乳桿菌(Lactobacillussalivarius)在t_REV脫水過程中的溫度曲線圖。圖34顯示在t-REV之前和之后的溶菌酶的酶活性。圖35顯示脫乙酰殼多糖-溶菌酶混合物在REV方法中的溫度曲線圖。圖36顯示含有100或200mg/g的干燥青霉素G的水凝膠在磷酸鹽-檸檬酸緩沖液中、25°C下隨時(shí)間的青霉素釋放。圖37顯示青霉素在磷酸鹽緩沖液中在25°C下的分解曲線。圖38顯示每g干燥物含有0、100mg和200mg青霉素G的脫水水凝膠的吸水能力。圖39是用于誘導(dǎo)真空下行波輻射能(t-REV)的示例性裝置的示意圖。圖40是用于誘導(dǎo)真空下行波輻射能(t-REV)的另一個(gè)示例性裝置的示意圖。圖41顯示用于誘導(dǎo)真空下輻射能(REV)的典型的共振腔。發(fā)明詳沭本發(fā)明提供了從水狀膠體產(chǎn)生固體、干燥泡沫和海綿的方法。如本文所用，術(shù)語泡沫指在其中形成相互連通的開放小室(cell)或孔隙的基質(zhì)，并且可以是剛性或柔韌類型的任何這樣的產(chǎn)物。本文所用的術(shù)語海綿指一種類型的柔性且具有一定程度的吸收性的泡沫。海綿可以被認(rèn)為是含有一定的含水量的泡沫，該含水量允許泡沫是柔軟并且有些柔韌的。根據(jù)本發(fā)明，可以形成多種泡沫類型，包括海綿。本文所用的術(shù)語輻射能是指能夠穿透凝膠材料的電磁能。這可以根據(jù)波長進(jìn)一步限定在，例如，微波或射頻的范圍，其需要I厘米-10米的波長。術(shù)語REV意思是真空下的輻射能。術(shù)語t-REV意思是真空下的行波輻射能。行波由波源發(fā)出，以定向的方式通過樣品，在樣品周圍或通過樣品時(shí)沒有明顯的反射或偏轉(zhuǎn)。這可以通過引導(dǎo)來自波源的輻射能以通常為單向的方式穿過樣品來實(shí)現(xiàn)?？梢允褂貌▽?dǎo)以這種方式引導(dǎo)輻射能。能量在通過樣品之后可以猝滅，或以其它方式分散，以防止明顯的偏轉(zhuǎn)或反射回來通過樣品。一種示例性的猝滅輻射能的方式是在波導(dǎo)的末端放置水負(fù)載以吸收能量。本文所用的術(shù)語小室和孔隙可交換使用，表示疏松的泡沫結(jié)構(gòu)中的空隙。本文所用的術(shù)語“糊劑”或“凝膠”是指任何可能具有或可能不具有膠凝稠度的固體或半固體材料。糊劑或凝膠可以包含導(dǎo)致稠度大于液體的組分。糊劑或凝膠可以在水性溶劑中包含水狀膠體聚合物材料。任選地，其它成分可以包含在糊劑或凝膠中，如活性成分。作為半固體，糊劑或凝膠可以有些柔韌或松軟，只要當(dāng)糊劑或凝膠暴露于真空下的輻射能時(shí)可以獲得需要的形狀或容納性即可。本發(fā)明的實(shí)施方案提供了通過對純的形式或與保護(hù)劑混合的形式的生物材料脫水進(jìn)行保護(hù)的方法。該方法可以用于各種應(yīng)用，包括用于干燥純的培養(yǎng)物、減毒活微生物、用于食品添加劑的益生菌劑、補(bǔ)充物、酶、疫苗、藥物載體或強(qiáng)化動(dòng)物飼料。本方法的實(shí)施方案包括制備生物材料的糊劑，其具有作為純材料的大約15%或更高的固體濃度，或具有大約10%或更高的生物材料以及作為保護(hù)基質(zhì)的生物可降解材料的固體濃度，然后使糊劑暴露于真空下的輻射能(REV)。優(yōu)選使用行波輻射能作為真空下的輻射能。這可以使用任何具有以下能力的裝置誘導(dǎo)該裝置能夠通過波導(dǎo)引導(dǎo)輻射能以特定的方向通過樣品，并因此最小化明顯的能量偏轉(zhuǎn)和/或反射，并最終將波引導(dǎo)至貯水容器。典型的用于誘導(dǎo)這樣的行波輻射能的設(shè)備是加拿大溫哥華(Vancouver)的EnwaveCorporation的VMD900W型福射能真空設(shè)備。在暴露于真空下的輻射能之后，可以將干燥的材料碾成適合包含在其它產(chǎn)品中的粒度。當(dāng)采用保護(hù)基質(zhì)時(shí)，干燥處理的產(chǎn)物包含單獨(dú)的或包埋在連續(xù)惰性材料基質(zhì)中的生物活性化合物。包埋生物活性材料的REV的熱穩(wěn)定性將受到與基質(zhì)材料的相互作用的影響。干燥產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性和存儲(chǔ)穩(wěn)定性可提高。通過選擇較高或較低溶解度的基質(zhì)材料，可以控制生物活性材料從基質(zhì)中的釋放速度。本發(fā)明允許定制設(shè)計(jì)與其實(shí)際應(yīng)用相匹配的適用于特定生物材料的載體基質(zhì)。本文稱為真空下的輻射能或者REV的真空和微波能量的組合可以提供一種快速有效的干燥方法，該方法產(chǎn)生具有獨(dú)特特征而保持生物功能的產(chǎn)物。相比常規(guī)的干燥方法，干燥可以具有最小的損傷。電磁波穿透生物材料，并轉(zhuǎn)化為熱能，提供均勻和快速的加熱。真空(即低于760托絕對壓力的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力)使水的沸點(diǎn)降至低于100°C，并產(chǎn)生增加物質(zhì)和熱傳遞速度的壓力梯度。水的原位蒸發(fā)提供使被干燥的產(chǎn)物保持開放和多孔結(jié)構(gòu)的膨脹力，進(jìn)一步提高干燥速度。在該過程中溫度可以保持在低水平，并且干燥在低氧壓力下快速發(fā)生。這使得對被干燥的材料的生物活性的損害最小化。許多報(bào)告中已經(jīng)描述了真空微波脫水，其允許來自植物的組織-食物的脫水，并且極好地保持了氣味、維生素等。Durance等人描述了由如淀粉、甲基纖維素、果膠等水狀膠體的凝膠或溶液形成干燥多孔材料的REV技術(shù)(參見，以W0/2006/010273公開的PCT/CA2005/001192)。該方法教導(dǎo)了在真空微波脫水器的共振腔設(shè)計(jì)中的REV，所述真空微波脫水器引導(dǎo)微波能量進(jìn)入作為對于微波共振腔的真空室。共振腔是具有足夠大的尺寸的金屬室，使得微波能夠反射離開壁，并形成多波形駐波圖。在該設(shè)計(jì)中，引入腔中的微波被金屬室的壁反射，從而多次通過處理的材料，直至它們最終被吸收。這可以是能量有效設(shè)計(jì)，因?yàn)榇蟛糠治⒉芰孔罱K被待脫水的材料吸收。根據(jù)本發(fā)明，通過使用誘導(dǎo)真空下的輻射能進(jìn)入待干燥的樣品的行波模式，可以實(shí)現(xiàn)更多的溫度控制。當(dāng)波在共振腔中反射時(shí)，隨著材料干燥，裝置的總微波功率輸出必須被樣品中越來越少的水和材料吸收，這可以被稱為“熱逸散”。共振腔的使用需要待處理的材料的負(fù)載量與裝置的輸入微波功率相匹配。干燥時(shí)，由于材料吸收充足的微波功率，相對于裝置的微波功率較小的材料量可以達(dá)到高溫。一個(gè)備選方案是基于Metaxas和Meredith(1983)在IndustrialMicrowaveHeating,PeregrinusLtd,London中所述的行波原理的本發(fā)明的行波REV方法。在行波微波施放器中，將待加熱的材料不是放置于共振腔中而是放置于波導(dǎo)中，并且將微波從一端引入波導(dǎo)中。優(yōu)選波導(dǎo)具有合適的大小，使得微波從波導(dǎo)的一端向另一端傳播，并且不傾向于從波導(dǎo)的一側(cè)向另一側(cè)反射。將吸收不被波導(dǎo)中的材料吸收的任何微波能量的水負(fù)載附著在遠(yuǎn)離微波源的波導(dǎo)末端。因此微波只通過材料一次，并且如果它們在這次通過時(shí)沒有被吸收，則繼續(xù)沿波導(dǎo)向下并被水負(fù)載吸收。通過將真空室引入行波波導(dǎo)中，材料可以是在具有極好的溫度控制的REV條件下的處理材料。這具有允許細(xì)胞、培養(yǎng)物和其它熱敏感的材料在精密調(diào)節(jié)的溫度下處理以避免處理中的結(jié)構(gòu)損傷的優(yōu)勢。在真空處理下的行波輻射能在本文中可交換地稱為t-REV。t-REV方法通過將均勻的微波暴露施加于樣品上而允許極好地控制溫度以保持生物活性，并產(chǎn)生均勻的產(chǎn)物?？梢酝ㄟ^t-REV處理非常少量的材料而無需過度加熱，因?yàn)闊嵋萆⑹亲钚〉?。根?jù)本發(fā)明，可以干燥純的微生物培養(yǎng)物、減毒活微生物、益生菌劑和疫苗。冷凍干燥或凍干法是最常見的制備干燥的活細(xì)菌培養(yǎng)物和其它微生物的方法。盡管相比噴霧干燥或其它風(fēng)干方法，冷凍干燥導(dǎo)致較高的微生物存活率(即，生命力)，但是它需要較長的處理時(shí)間和昂貴的設(shè)備。另外，冷凍和融化處理與生命力的一些損失有關(guān)。研究已證明，冷凍干燥對于所有益生生物體的生命力具有有害效應(yīng)。益生菌劑是含有可能有益的細(xì)菌或酵母的飲食補(bǔ)充物。益生菌培養(yǎng)物用來幫助體內(nèi)消化道內(nèi)天然存在的菌群自身重新建立并抵抗病原體。疫苗是減毒或滅活的微生物或微生物的免疫原活性成分的懸浮液，其施用是為了預(yù)防、改善或治療傳染性疾病。疫苗在宿主體內(nèi)引起類似于活性病原體但沒有疾病癥狀的免疫應(yīng)答，從而使機(jī)體準(zhǔn)備好當(dāng)真正的病原體侵入機(jī)體時(shí)和如果侵入機(jī)體，則快速對抗該病原體。盡管傳統(tǒng)上疫苗以液體形式分散，但是目前許多干燥疫苗制劑正在生產(chǎn)和開發(fā)。干燥疫苗預(yù)期可以節(jié)省儲(chǔ)存、分配費(fèi)用以及更加方便、安全地向病人施用。冷凍干燥是最常見的疫苗脫水方法。干燥疫苗的實(shí)際生命力水平類似于生命力損失一般為O.51og1(l或更大的其它干燥微生物制劑的水平。在本文提供的實(shí)施例中，選擇益生菌作為代表性的生物活性材料，并選擇脫脂奶粉、乳糖、海藻糖和蜂蜜作為保護(hù)性基質(zhì)材料。如果希望形成海綿或泡沫，本文概述了由水狀膠體制備海綿或泡沫的一般步驟。形成水性凝膠，然后將凝膠暴露于足以導(dǎo)致溶劑沸騰的水平的真空下的輻射能場，從而形成泡沫。下面進(jìn)一步詳述每一步驟。第一步，通過在水性溶劑中溶解一種或多種合適的聚合物材料形成固體或半固體水性凝膠。適于產(chǎn)生水狀膠體海綿的聚合物材料是那些能夠在水溶液中形成水狀膠體的聚合物材料，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易確定其容量。這樣的聚合物材料在本文中可交換地稱為水狀膠體聚合物材料。這樣的材料也可以用作保護(hù)根據(jù)本發(fā)明干燥的生物活性材料的保護(hù)劑。示例性的保護(hù)劑和/或水狀膠體聚合物材料包括但不限于鄰苯二甲酸乙酸纖維素(CAP)、羧甲基纖維素、果膠(低水平和高水平甲氧基果膠)、藻酸鈉、甘油、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、甲基纖維素、角叉菜膠、阿拉伯樹膠、黃原膠、刺槐豆膠、分離出的大豆蛋白質(zhì)、脫乙酰殼多糖、麥芽糖糊精、膠原、藻酸鹽、聚乙醇酸、如木薯淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉的淀粉和明膠。保護(hù)劑不一定是水狀膠體聚合物材料，例如，也可以使用脫脂奶粉和如乳糖、海藻糖的糖或蜂蜜。保護(hù)劑或聚合物材料溶解在其中的溶劑是水性溶劑，例如，蒸餾水。但是，所述溶劑可以包含其它液體成分作為添加劑。例如，這樣的添加劑可以是如椰子油、玉米油、花生油、氫化植物油、橄欖油、礦物油等油。在包含可能不直接溶于水性溶劑中的油或其它添加劑的例子中，可以形成乳劑或“微乳劑”，以確保最終形成的凝膠是均勻的和均質(zhì)的。任選地可以向溶劑中加入表面活性劑，例如，甘油、丙二醇、卵磷脂、吐溫-80、吐溫-20或如白蠟、蜂蠟的蠟等。任選地，基于濕重，溶劑可以占總凝膠的70%-95%。但是，更稀或更濃的凝膠需要時(shí)可以用于特定的應(yīng)用。只要沸點(diǎn)處于不破壞泡沫的成分的生物活性的溫度，可以使用其它非水性的溶劑。低于70°C、優(yōu)選低于37°C的沸點(diǎn)是可能的。但是，當(dāng)使用水作為溶劑時(shí)，認(rèn)識(shí)到使用水性溶劑的優(yōu)勢，沒有使用令人難受的有機(jī)溶劑的必要性。在使用水狀膠體聚合物材料形成海綿或泡沫的情況時(shí)，為了將活性材料均勻地加入形成的泡沫基質(zhì)中，可以任選地在任意點(diǎn)向溶劑中加入活性成分。示例性的活性材料包括細(xì)胞、培養(yǎng)物、疫苗、酶、藥物和其它生物活性化合物。例如，殺微生物劑、殺精子劑、殺真菌劑、如青霉素或梭鏈孢酸的抗生素、抗癌藥物、心臟病藥物、抗高血壓藥、抗排斥藥、胰島素、生物蛋白質(zhì)、碳水化合物、激素(如那些可以用于節(jié)育應(yīng)用的激素)、如維生素、礦物質(zhì)的營養(yǎng)物或抗氧化劑。在本發(fā)明用于干燥與保護(hù)劑組合、但不一定與聚合物材料組合的生物活性材料的例子中，可以使用不含這種聚合物材料的這些生物活性材料?？梢韵蚝齽┲屑尤肫渌煞?，以產(chǎn)生預(yù)期效應(yīng)。例如，可以加入酸和堿，如檸檬酸、碳酸氫鈉等等，使得酸-堿反應(yīng)可以發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明，可以采用水狀膠體的各種組合，以開發(fā)具有需要的楊氏模量值的濕的水凝膠。為了獲得不同的孔徑大小或泡沫性質(zhì)，水狀膠體凝膠的楊氏模量是一個(gè)可以根據(jù)本發(fā)明的方法控制的因素。通過評估此階段的這一參數(shù)，該方法有利地允許控制形成的泡沫的最終性質(zhì)。在將生物活性材料和保護(hù)劑與溶劑和任何任選的添加劑組合之后，形成糊劑，糊劑可以任選地根據(jù)需要按比例分配、成形或切割成需要的部分、大小或構(gòu)型。糊劑冷凍是進(jìn)一步的任選步驟，可以在將凝膠暴露于真空下的輻射能之前進(jìn)行。如果進(jìn)行，冷凍步驟可以在輻射能和真空條件下干燥的過程中有利地控制或幫助保持凝膠溫度。冰和水的介電性質(zhì)的大變化幫助冷凍的凝膠樣品在干燥過程中溫度升高。未冷凍的樣品在干燥過程中也升高溫度，但是通過冷凍凝膠，溫度升高的速度受到影響，且可以控制泡沫性質(zhì)。有利的是，在泡沫形成之前冷凍凝膠可以幫助維持均勻的溫度升高。在某些凝膠中，任選的冷凍步驟也允許形成作為"致孔劑"發(fā)揮作用的冰晶。冰晶的大小影響最終材料中的孔的大小和數(shù)目。通過調(diào)整凝膠的冷凍速度和冷凍溫度來控制其大小；低溫和快速冷凍將產(chǎn)生小晶體；而較高溫度下的緩慢冷凍產(chǎn)生較大的晶體。典型的冷凍方案是-80°C進(jìn)行1-3小時(shí)。當(dāng)然，為了控制需要的泡沫特性，這種冷凍溫度和時(shí)間是可以變化的。第二步，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，將糊劑暴露于真空下的行波輻射能。輻射能暴露和應(yīng)用真空的結(jié)合在本文中可以交換地稱為t-REV。以足以導(dǎo)致溶劑沸騰的水平應(yīng)用輻射能和真空條件的結(jié)合效應(yīng)，而且生物活性材料變得干燥。在真空室中，應(yīng)該最佳地保持應(yīng)用的真空在0-760mmHg之間，示例性的范圍是30-760mmHg。在該室中可以達(dá)到10-30mmHg(或托)的典型的值。真空室可以構(gòu)造為允許凝膠通過真空下的輻射能場連續(xù)進(jìn)料。可以采用分批處理或連續(xù)進(jìn)料方法。對于用來形成泡沫的凝膠，典型的初始楊氏模量值的范圍可以是大約O.16kPa-3000kPa。當(dāng)然，該范圍之外的值也可以用來實(shí)現(xiàn)需要的性質(zhì)。應(yīng)用的輻射能典型地為100-5000瓦，其典型地應(yīng)用到I千克初始物質(zhì)上，示例性的范圍是100-2000瓦。對于較小的批次，例如，當(dāng)批量大小是l_2g時(shí)，可以將應(yīng)用的能量調(diào)整到該范圍的下部，例如，100-300瓦。一種可能的應(yīng)用能量的方式是通過微波功率。根據(jù)本發(fā)明，可以使用能夠以通常為單向的方式引導(dǎo)微波通過樣品的微波誘導(dǎo)設(shè)備誘導(dǎo)行波福射能。一種這樣的設(shè)備是可從加拿大溫哥華(Vancouver,BC)的EnwaveCorporation獲得的VMD900W型?？梢钥刂七@種設(shè)備的室中的壓力，以獲得必需的性質(zhì)。在這樣的室中可以達(dá)到10-30mmHg(或托)的典型的值。典型地，使用本發(fā)明的方法形成的小室的平均直徑可以是O.003-500微米。當(dāng)然，這是示例性的范圍，如果需要，也可以獲得該范圍之外的孔徑。典型地，由此方法產(chǎn)生的干燥生物活性材料、泡沫或海綿中的理想的水活度水平低于O.85，從而限制形成孢子細(xì)菌的細(xì)菌生長。當(dāng)然，對于某些應(yīng)用，可能需要較高的水活度，并且可以其它方式阻止細(xì)菌生長。在某些材料中，低于O.60的水活度可能是合乎需要的，而且進(jìn)一步，某些材料可能受益于低于O.55或低于O.30的水活度，以獲得需要的化學(xué)穩(wěn)定性。有利的是，本發(fā)明的方法允許對水活度的良好控制。在干燥室中，為了獲得均勻的輻射能吸收，可以任選地允許濕的糊劑或凝膠保持恒定的替換。有利的是，當(dāng)待加入凝膠中的活性成分被認(rèn)為太敏感而不能通過其它需要較高熱量的方法干燥或加入泡沫中時(shí)，可以采用本方法。因?yàn)樵谡婵障聭?yīng)用行波輻射能，比不應(yīng)用真空或沒有任何方向效應(yīng)地應(yīng)用能量產(chǎn)生更少的熱量。這允許加熱待干燥的和/或待加入泡沫基質(zhì)中的熱敏感的細(xì)胞，如微生物培養(yǎng)物、減毒活微生物、酶、酵母、益生菌劑或藥物，而沒有破壞它們的危險(xiǎn)。在應(yīng)用能量和真空的適當(dāng)組合的條件下，可以慎重使用不能承受大于大約20°C的溫度的對溫度非常敏感的成分。使用可反射微波能量的金屬對于微波能量應(yīng)用來說是不合適的。可以任選地應(yīng)用其它類型的加熱，例如，水加熱、電加熱或常規(guī)加熱，以加快溶劑沸騰或在產(chǎn)生的泡沫中獲得需要的性質(zhì)。但是，本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)的干燥方法的優(yōu)勢在于不需要這樣的常規(guī)溶劑沸騰方法，因而該方法適于加入熱敏感的化合物或材料。根據(jù)本方法形成的干燥材料、泡沫和海綿，具有使用常規(guī)干燥方法不能再現(xiàn)的特征。尤其地，產(chǎn)生的小室的均勻性和室壁的厚度是本發(fā)明的方法產(chǎn)生的并且易于通過本發(fā)明的方法控制的特征?？梢垣@得O.003-500微米的孔徑。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，需要采用另外的、與干燥步驟分開的孔隙形成技術(shù)來產(chǎn)生這樣的孔隙。例如，當(dāng)結(jié)合使用常規(guī)干燥方法時(shí)，氣體起泡、相分離和鹽浸取方法可以產(chǎn)生各種大小的孔隙。本發(fā)明的優(yōu)勢在于盡管可以任選地采用補(bǔ)充的孔隙形成技術(shù)以實(shí)現(xiàn)需要的效果，但是孔隙的形成不需要這些技術(shù)。圖IA提供了說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制備水狀膠體凝膠多孔海綿的流程圖。簡單地說，選擇材料。在該例子中，使用聚合物材料、表面活性劑和水性溶劑。制備選擇的聚合物材料的混合物(本文稱為“微乳劑”)。任選地，在_35°C下冷凍微乳劑大約18小時(shí)。作為進(jìn)一步的選擇，進(jìn)一步在凝膠化中處理微乳劑，例如，通過切割、模制或添加另外的添加劑。作為進(jìn)一步的選擇，可以冷凍凝膠化的微乳劑。隨后，將凝膠暴露于真空下的輻射能，在該例子中，示例的條件是為100_300g的批量大小提供的?？梢岳斫獗景l(fā)明可以擴(kuò)展到本實(shí)例以外，以包括這些范圍之外的處理?xiàng)l件。通過選擇合適的處理?xiàng)l件調(diào)整水活度。圖IB提供了說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制備泡沫的流程圖。一般地，使用選擇的聚合物材料在水性溶劑中制備凝膠。隨后，通過將凝膠暴露于足以通過沸騰溶劑將凝膠吹成泡沫的水平的真空下輻射能而形成泡沫。作為任選的步驟，可以加入如活性成分(例如，藥物)的添加劑，且凝膠可以在暴露于真空下的輻射能之前冷凍?？梢哉J(rèn)識(shí)到相對于通常用于生物材料海綿的現(xiàn)有的脫水方法，使用真空下的輻射能干燥具有許多優(yōu)勢。例如，使用本發(fā)明的方法，不需要增加另一個(gè)步驟來使用補(bǔ)充方法在泡沫中產(chǎn)生孔隙，因?yàn)樗梢圆⑷氲礁稍锊襟E中。例如，鹽浸取、氣體起泡、相分離等不是必需的。當(dāng)然，這些步驟可以任選地加入到發(fā)明方法中，但它們不是獲得泡沫結(jié)構(gòu)所必需的。使用真空下的輻射能干燥凝膠，由于產(chǎn)生蒸汽，通過在材料內(nèi)部和外部之間建立的壓力差形成泡沫中的孔隙。本發(fā)明的某些方面的另一個(gè)優(yōu)勢在于不需要使用有機(jī)溶劑來制備泡沫和海綿。對于常規(guī)的干燥方法，可以加入有機(jī)溶劑，然后在處理或干燥步驟中除去。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，可能需要向水性溶劑中加入某些有機(jī)溶劑，這是可以采取的選項(xiàng)。但是，這不是本發(fā)明所必需的。根據(jù)本發(fā)明，可以通過物理移動(dòng)材料通過如微波場的輻射能場實(shí)現(xiàn)電磁能的均勻吸收。在使用微波的情況下，微波能被直接吸收到材料中。如果該處理在真空下進(jìn)行，則會(huì)發(fā)生快速干燥，并且在材料中產(chǎn)生孔隙。此后，可以通過脫水穩(wěn)定產(chǎn)物的多孔形式，以增加泡沫剛性至需要的水平。在脫水過程中，由于任選地應(yīng)用熱能的效應(yīng)，可能發(fā)生水凝膠材料的另外的交聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明形成的泡沫的進(jìn)一步的優(yōu)勢在于，由于較厚的孔壁和任選的可以用于化學(xué)加強(qiáng)小室壁的熱交聯(lián)，制備的泡沫比用其它方法制造的泡沫更堅(jiān)固和更具剛性。在干燥過程中形成孔，因而不需要單獨(dú)的形成孔的步驟。通過控制材料的楊氏模量性質(zhì)、應(yīng)用的真空強(qiáng)度和應(yīng)用的輻射功率，本發(fā)明的方法允許控制孔隙大小以及形式的強(qiáng)度和剛性。有利地是，可以獲得開放的、相互連通的孔結(jié)構(gòu)，這是需要可接近表面的許多應(yīng)用所希望的。另外，可以脫水至任何水活度，不僅僅是用冷凍干燥達(dá)到的非常低的水活度(低于O.40)。為了獲得較軟的海綿，可能需要具有較高的水活度(接近O.85)。根據(jù)濕水凝膠的密度和楊氏模量，孔隙大小的增加或減少是可行的。不同于冷凍干燥，一經(jīng)REV干燥，加入本發(fā)明的泡沫中的油產(chǎn)生具有高機(jī)械強(qiáng)度的泡沫。此外，具有較高的初始楊氏模量的材料具有比中等孔和大孔更多的微孔。另一方面，處于對于特定材料來說易于測定的楊氏模量水平時(shí)，中等孔和微孔的百分比隨楊氏模量的增加而增加。該水平后，通過提高楊氏模量可以觀察到相反的效應(yīng)。楊氏模量是起始材料的性質(zhì),并且可以通過使用水狀膠體聚合物材料、生物材料、溶劑、添加劑和/或表面活性劑的不同的比例與組合來改變。在下面的實(shí)施例中，測試的水凝膠的楊氏模量的范圍是O.16-3000kPa。發(fā)現(xiàn)孔隙大小的增加趨勢最高到274.4kPa，之后，趨勢開始減弱。根據(jù)本發(fā)明，可以控制干燥固體的硬度。硬度隨初始楊氏模量的增加而增加。通過調(diào)整濕水凝膠的初始楊氏模量和/或通過改變應(yīng)用的真空水平，也可以控制孔隙大小。通過遵循用于制備濕水凝膠的不同的交聯(lián)程序以及通過改變所用的材料的類型和用量，可以改變初始楊氏模量。不同于其它的脫水技術(shù)，真空下的輻射能的應(yīng)用在產(chǎn)生的泡沫中獲得較大的孔壁強(qiáng)度，這可能是由于脫水過程中的熱交聯(lián)。這可以通過下面的實(shí)施例中提供的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線來說明。根據(jù)本發(fā)明形成的泡沫或海綿具有許多用途。一種這樣的用途是作為內(nèi)部或外部吸附劑，例如，在手術(shù)之后或燒傷的處理中。如果海綿可以被人體降解，它可以留在原處，因此就不存在與常規(guī)吸附劑的除去和替換有關(guān)的問題?；谀z的海綿或泡沫應(yīng)該滿足的一個(gè)條件，除了其適合性、吸收能力和可降解性以外，就是它對于某些應(yīng)用應(yīng)該是機(jī)械穩(wěn)定的。某些水狀膠體海綿，被稱為殺微生物海綿，已被證明具有作為預(yù)防包括AIDS和皰疹在內(nèi)的性傳播疾病(STD)的病原體傳播的預(yù)防劑的潛力(Neurath等人2003)。殺微生物海綿可以有利地具有以下特征1)殺微生物活性是泡沫的內(nèi)在性質(zhì)，所以泡沫的結(jié)構(gòu)成分包括活性成分，2)它應(yīng)該吸收生理液體然后分解；3)病原體應(yīng)該與泡沫結(jié)構(gòu)結(jié)合，并快速失活；4)泡沫可以轉(zhuǎn)化為軟凝膠因而不需要除去；5)如果產(chǎn)品適合用于發(fā)展中國家，需要低生產(chǎn)成本；6)同樣需要對工業(yè)大量生產(chǎn)的適應(yīng)性，以及生產(chǎn)和包裝的綜合；和7)加強(qiáng)健康酸性陰道環(huán)境的能力，以及導(dǎo)致產(chǎn)品作為直腸殺微生物劑的應(yīng)用的改變潛力，是有用的特性(Neurath等人，2002)。組織工程應(yīng)用也可以采用根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的泡沫。該泡沫可以提供多孔支架，組織在其上可以生長。更進(jìn)一步，該材料可以提供生物可降解的復(fù)合物，所述復(fù)合物可以在人體或動(dòng)物體內(nèi)結(jié)構(gòu)上使用，并在治愈過程中按需要緩慢分解或者緩慢釋放出形成復(fù)合物的成分。在骨組織的情況中，作為支架使用的泡沫的開放的單元(cell)結(jié)構(gòu)可以允許骨組織的生長，并且甚至可以用來提供促進(jìn)細(xì)胞或組織形成的營養(yǎng)物或材料。在某些應(yīng)用中，可以由生物材料(例如，膠原、脫脂奶粉、乳糖、海藻糖或蜂蜜)制備海綿或泡沫本身，并且可以實(shí)現(xiàn)對溫度的完全控制，使得加入泡沫中的任何生物材料在較高溫度下不會(huì)變性。例如，如果生物材料用作聚合物材料，那么為了確保對生物分子沒有不利的效應(yīng)，可以維持低于65°C的溫度，或者甚至低于37°C。用于此應(yīng)用的這樣的成分可以包括細(xì)胞、微生物、減毒活微生物、酵母、益生菌劑、抗生素、疫苗、生長促進(jìn)物質(zhì)、激素和如酶的生物蛋白質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明形成的海綿或泡沫也可以用于目標(biāo)藥物的遞送。如上指出，如藥物的生物活性成分可以加入泡沫的結(jié)構(gòu)中，使得藥物保持在結(jié)構(gòu)中。假如將這樣的結(jié)構(gòu)植入人體或動(dòng)物體中，生物可降解的泡沫的緩慢釋放導(dǎo)致藥物向植入泡沫的局部區(qū)域的釋放。這些藥物或活性劑的釋放速度可以通過泡沫的特性來控制。再者，本方法提供了巨大的優(yōu)勢甚至可以將熱敏感的藥物加入結(jié)構(gòu)中，因?yàn)楦稍锓椒ㄒ员苊饪赡芷茐幕蚴惯@些成分變性的高溫的方式使用真空和輻射能的組合。當(dāng)用于手術(shù)部件或其它涉及人體或動(dòng)物體的手術(shù)操作的應(yīng)用時(shí)，海綿或泡沫可以用來吸收，用來代替除去的材料，用作新組織可以在其上生長的支架，或作為需要時(shí)向手術(shù)區(qū)域釋放藥物以(例如)防止感染或排斥的緩釋效應(yīng)。作為傷口敷劑，根據(jù)本發(fā)明制備的海綿或泡沫可以用于身體內(nèi)部或外部。在海綿或泡沫的基質(zhì)中加入醫(yī)學(xué)或其它方面的活性成分的緩慢可生物降解的傷口敷劑選項(xiàng)包括在本發(fā)明中。下面提供根據(jù)本發(fā)明形成的海綿或泡沫的實(shí)施例。實(shí)施例I冷凍形成的殺微生物海綿使用旋轉(zhuǎn)式實(shí)驗(yàn)室混合器(UltraTurrax,T25basis；IKALabortechnic)均勻地混合比例為23Il(%w.b)的果膠、CAP、甲基纖維素和甘油。在混合后，使均勻的混合物凝膠化。使用實(shí)驗(yàn)室水浴(Magni潤旋恒溫水浴(Whirlconstanttemperaturebath),BlueMelectriccompany,ILL,USA)加熱混合物至高達(dá)80±5°C,然后使之冷卻到室溫。冷卻步驟之后，使用圓形空心圓柱模具將凝膠化的材料切割成需要的形狀。在測量初始含水量(烘箱法)和楊氏模量(使用TextureAnalyzer,TA-XT2型，StableMicroSystem,USA進(jìn)行壓縮測試)之后，使用FormaBioFreezer(FormaScientific)在_35°C快速冷凍樣品18±2小時(shí)。接著使用實(shí)驗(yàn)室真空輻射能干燥器進(jìn)行干燥。在干燥過程中，維持絕對壓力為51mmHg(B卩，真空水平是709mmHg)，并且應(yīng)用的微波功率是300瓦；在干燥過程中，反射回磁電管的功率隨產(chǎn)物的含水量而在50-100瓦之間變化。持續(xù)干燥過程，直至產(chǎn)物基于濕重達(dá)到20-25%(計(jì)算值)的含水量。從干燥器中取出疏松的泡沫材料，并裝入聚乙烯袋中。使用烘箱法和Aqua實(shí)驗(yàn)室水活度儀(modelseries3,DecagonDeviceInc.,Washington,USA),在干燥24小時(shí)之后(使樣品達(dá)到平衡)，測量干燥泡沫的最終含水量和水活度。實(shí)施例2不經(jīng)冷凍形成的殺微牛物海綿使用旋轉(zhuǎn)式實(shí)驗(yàn)室混合器(UltraTurrax,T25basis；IKALabortechnic)均勻地混合比例為2:3:1:1(%w.b)的果膠、CAP(鄰苯二甲酸乙酸纖維素)、甲基纖維素和甘油。在混合后，使均勻的混合物進(jìn)行凝膠化處理。使用實(shí)驗(yàn)室水浴(Magni渦旋恒溫水浴，BlueMelectriccompany,ILL,USA)加熱混合物至高達(dá)80±5°C,然后使之冷卻到室溫。冷卻步驟之后，使用圓形空心圓柱模具將凝膠化的材料切割成需要的形狀。在測量初始含水量(烘箱法)和楊氏模量(使用TextureAnalyzer,TA-XT2型，StableMicroSystem，USA進(jìn)行壓縮測試)之后，使用實(shí)驗(yàn)室真空微波干燥器進(jìn)行干燥。在干燥過程中，維持絕對壓力為51mmHg(即，真空水平是709mmHg)，并且應(yīng)用的微波功率是300瓦。持續(xù)干燥過程，直至產(chǎn)物基于濕重達(dá)到20-25%(計(jì)算值)的含水量。從干燥器中取出疏松的泡沫結(jié)構(gòu)，并裝入聚乙烯袋中。使用烘箱法和Aqua實(shí)驗(yàn)室水活度儀(modelseries3,DecagonDeviceInc.,Washington,USA),在干燥24小時(shí)之后(使樣品達(dá)到平衡)，測量干燥泡沫的最終含水量和水活度。表I說明實(shí)施例I和2所述的含有果膠的水狀膠體海綿的性質(zhì)和使用除了表中所述的工藝參數(shù)之外與實(shí)施例I和2所述類似的方法產(chǎn)生的變化。提供了起始材料和在REV暴露和干燥之后形成的產(chǎn)物的特征。這些數(shù)據(jù)說明了可能受工藝參數(shù)的變化影響和控制的產(chǎn)物質(zhì)量。每次試驗(yàn)的起始質(zhì)量是100克。表2提供實(shí)施例3和4所述的HPMC水狀膠體泡沫的性質(zhì)和使用除了表中所述的工藝參數(shù)之外與實(shí)施例3和4所述類似的方法產(chǎn)生的變化。提供了起始材料和在REV暴露和干燥之后形成的產(chǎn)物的特征。這些數(shù)據(jù)說明了可能受工藝參數(shù)的變化影響和控制的產(chǎn)物質(zhì)量。每次試驗(yàn)的起始質(zhì)量是100克。表I含有果膠的水狀膠體海綿的性質(zhì)權(quán)利要求1.一種用于干燥生物活性材料的方法，包括以下步驟在水性溶劑中混合生物活性材料與保護(hù)劑形成糊劑；和將糊劑暴露于真空下的行波輻射能，以從糊劑中沸騰溶劑。2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用由行波施放器發(fā)出的單向波，在波導(dǎo)中提供行波福射能。3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，為了使得水負(fù)載猝滅通過糊劑的輻射能，糊劑被放置于波導(dǎo)中，位于行波施放器和水負(fù)載之間。4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述保護(hù)劑選自鄰苯二甲酸乙酸纖維素、羧甲基纖維素、果膠、藻酸鈉、甘油、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、角叉菜膠、阿拉伯樹膠、黃原膠、刺槐豆膠、分離出的大豆蛋白質(zhì)、脫乙酰殼多糖、麥芽糖糊精、膠原、藻酸鹽、聚乙醇酸、淀粉、明膠、脫脂奶粉、糖及其組合。5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述溶劑是蒸餾水。6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述水性溶劑還包括包含椰子油、玉米油、花生油、氫化植物油、橄欖油、礦物油或它們的組合的添加劑。7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，向所述水性溶劑中加入表面活性劑。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述表面活性劑是甘油、丙二醇、卵磷脂、吐溫-80、吐溫-20、蠟或它們的組合。9.如權(quán)利要求I所述的方法，另外包括在水性溶劑中混合生物活性材料與保護(hù)劑形成糊劑之后，切割糊劑成為需要的形狀的步驟。10.如權(quán)利要求I所述的方法，另外包括在將糊劑暴露于真空下的輻射能之前，進(jìn)行冷凍糊劑的步驟。11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，在具有保持在10至小于760mmHg之間的壓力的室中提供所述真空下的輻射能。12.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，以100-5000瓦/千克糊劑起始質(zhì)量的水平提供所述真空下的輻射能。13.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用微波功率提供所述行波輻射能。14.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用Icm-IO米的波長提供所述行波輻射能。15.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述保護(hù)劑是果膠和明膠的混合物；果膠、CAP和甲基纖維素的混合物；果膠和甲基纖維素的混合物；刺槐豆膠、果膠、甲基纖維素和木薯淀粉的混合物；藻酸鈉、果膠、角叉菜膠和甲基纖維素的混合物；或明膠、低水平甲氧基果膠和玉米淀粉的混合物。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述生物活性材料包括細(xì)胞、微生物、培養(yǎng)物、益生菌劑、酵母、蛋白質(zhì)、酶、疫苗、藥物、殺微生物劑、殺真菌劑、維生素、礦物質(zhì)或殺精子劑。17.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，當(dāng)所述保護(hù)劑與水性溶劑混合時(shí)，導(dǎo)致O.16kPa-3000kPa的楊氏模量值。18.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，應(yīng)用所述真空下的輻射能以產(chǎn)生具有O.003-500微米的平均孔隙大小的干燥產(chǎn)物。19.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，應(yīng)用所述真空下的行波輻射能以產(chǎn)生具有低于·0.85的水活度的干燥產(chǎn)物。全文摘要本發(fā)明描述了一種生產(chǎn)含有生物材料的泡沫的方法。通過在水性溶劑中混合生物活性材料與保護(hù)劑，形成固體或半固體的糊劑。設(shè)置形成的糊劑，然后可以任選地分配成為需要的形狀?？梢岳鋬龊齽┮栽试S形成冰晶而作為致孔劑發(fā)揮作用。隨后，將糊劑暴露于真空下的行波輻射能(t-REV)進(jìn)行干燥。這導(dǎo)致溶劑蒸發(fā)，剩下含有生物活性材料、保護(hù)劑和相對較低的含水量的干燥材料。可以使用的生物活性材料包括細(xì)胞、微生物培養(yǎng)物、減毒活微生物、益生菌劑、酵母、酶、疫苗、蛋白質(zhì)和任何熱敏感的生物材料。通過經(jīng)行波引導(dǎo)能量通過樣品，可以實(shí)現(xiàn)對溫度和工藝條件的良好控制。本方法提供了微粒浸取或冷凍干燥常規(guī)方法的替代方法。文檔編號(hào)C08L5/04GK102585260SQ20121002432公開日2012年7月18日申請日期2007年2月1日優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日發(fā)明者P·亞格梅,S·阿瑪?shù)?T·D·杜蘭斯,張國芃申請人:能波公司