一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料及其制备方法

1.本发明涉及仿生生物技术领域，更具体地涉及一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料及其制备方法。


背景技术：

2.现代集约化养殖，非洲猪瘟大背景下，人工授精拥有提高优质种公猪的利用率，减少公猪的饲养量、降低区域与时间的限制，减少疾病的传播等优点，而普遍在规模化猪场使用。
3.授权公告号为cn 217744696 u的中国实用新型专利于2022年11月08日公开了一种猪用自动输精管装置，具体涉及到一种自动输精管，包括输精管本体以及与所述输精管本体连接的注入管，注入管一端固定连接安全帽，安全帽与所述注入管之间设有易断处，注入管的内部设有贯穿两端的注液腔，注液腔的靠近所述安全帽一端的腔体内设有第一阻塞层，注液腔的靠近所述输精管本体一端的腔体内设有第二阻塞层，第一阻塞层由温感材料组成，第二阻塞层由水溶性材料组成。在需要给母猪受孕时，将精液先灌装到输精管本体中，由于第二阻塞层是水溶性材料，遇水后自动消融；再将注入管前端的安全帽用手掰断，安全帽和注入管之间在易断处断裂，由于注入管内还设有第一阻塞层，阻挡精液不流出；当将注入管放入母猪产道内时，由于第一阻塞层是温感材料，产道内的温度将第一阻塞层融化，精液由输精管本体压入到产道内。
4.上述方案第一阻塞层温感材料采用的是混合脂肪酸甘油酯，由混合脂肪酸(c10至c18)的单、双、三甘油酯组成，以三酯为主，传统的脂肪酸甘油酯熔点低于母猪生物体温度，会导致自动输精管装置过早喷射精液，而且价格昂贵。部分低温蜡的生物相容性不良，会对宿主或使用者产生某种应答或出现排异反应，生物材料需确保安全，至少需使得发生的反应能被使用者接受，不会产生有害作用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料及其制备方法，以解决现有技术中的低温蜡效果不能满足需求的问题。本发明引入了新的生物相容体系和稳定体系，在生产中可以实现一步混合热熔制备，生成的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料组分均匀，稳定性高，可以显著降低低温蜡的软化温度，高度配合使用者体温；本发明提供的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料是油溶性材料，不是水溶性材料，因此在常温下，仿生生物器械如自动输精管作为零件使用不会被精液溶解，起到良好的阻隔作用，当自动输精管放入母猪体内，母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料温度达到母猪体温时开始软化，自动输精管中的精液在一定的压力下通过管路将蜡材料喷射到母猪体内，而且在制剂规格含量范围之内，可以有效保证使用者的安全，不会产生有害作用。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的目的之一是提供一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，所述母猪受孕
自动输精管用温敏蜡材料由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡61-69％，粘结剂8-12％，润滑剂12-18％，填充剂补足至100％。所述母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料由蜂蜡、粘结剂、润滑剂和填充剂混合后，加热至所有组分均达到熔融状态后混匀，再倒入模具中冷却至室温即得。需要指出的是：加热温度为使混合物熔融且不会发生氧化分解的温度。
8.本技术方案以蜂蜡为基底，蜂蜡是天然产品，可塑性强，安全无害；通过加入粘结剂可以有效将蜂蜡、润滑剂、填充剂相互粘结并且分散均匀；通过加入润滑剂可以有效增加蜡材整体的流动性，并且有效降低蜡材软化温度；通过加入填充剂可以有效填充蜂蜡、粘结剂、润滑剂之间的空隙，有效减小热膨胀的影响。进一步地，上述技术方案所述蜂蜡为漂白的或非漂白的蜂蜡，熔点为46-60℃。
9.进一步地，上述技术方案所述粘结剂为明胶。本技术方案中明胶作为粘结剂具有热可逆性，添加了明胶的产品遇热呈溶液状态，经冷却则呈凝冻状态，这种转变迅速并且可以多次反复进行，同时产品的基本特性不发生任何改变，具有较强的粘结力，能保持产品的完整性。
10.进一步地，上述技术方案所述润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的混合物，优选为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯质量比为3-5：1的混合物。油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯均有润滑的作用，能有效热熔于蜂蜡中，并降低整体熔程和软化温度。
11.进一步地，上述技术方案所述填充剂为可可脂。可可脂的熔点接近人类平均体温，因此在室温下可以保持固体状态，是一种稳定并且容易保存的脂肪，与蜂蜡有很好的相容性，在本技术方案中填充剂可可脂不会对整个蜡材的熔点产生明显影响。
12.本发明的目的之二是提供本发明的目的之一所述的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的制备方法，包括以下步骤：
13.s1.将蜂蜡、粘结剂、填充剂分别粉碎成粉末后过筛，并按配比称取，待用；
14.s2.将蜂蜡、粘结剂、填充剂加入到集热式磁力搅拌器中，使粉末搅拌混合均匀；
15.s3.将润滑剂加入到集热式磁力搅拌器中，边加热边搅拌，直至蜂蜡、粘结剂、填充剂和润滑剂充分熔融混合均匀；
16.s4.将熔融混合均匀的物料倒入模具中待其冷却，取出得到母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料。
17.本技术方案中先将蜂蜡、粘结剂、填充剂混合均匀，再加入润滑剂，加热的同时搅拌，使得所有组分均达到熔融状态，并继续搅拌使之充分混合均匀，再将熔融物倒入模具中冷却至室温，制得的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料高度配合使用者体温，不会产生有害作用。
18.进一步的，上述技术方案s1中，所述粉末过100-150目筛。
19.进一步的，上述技术方案s2中，搅拌速度为30-50r/min，优选混合时间8-12min。
20.进一步的，上述技术方案s3中，所述的加热搅拌条件为：搅拌速度为60-100r/min，加热温度选择为使混合物熔融且不会发生氧化分解的温度，优选加热温度为90-120℃，优选混合时间15-30min。
21.进一步的，上述技术方案s4中，所述的注模条件为：模具表面光滑，干净卫生。
22.本发明的目的之三是提供本发明的目的之一所述的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在制成具有一定形状的供生物体腔道内给药的固体制剂中的应用，具体应用时，将
药物与所述的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料制成具有一定形状的供生物体腔道内给药的固体制剂。
23.本发明的目的之四是提供本发明的目的之一所述的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在配合仿生生物器械如自动输精管尤其是授权公告号为cn 217744696u的中国实用新型中的自动输精管，制成部分零部件改善其在生物体受精中的应用。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果：
25.1.蜂蜡软化温度高于猪的体温，不适合自动输精管的直接使用。本发明通过向蜂蜡中添加油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯，有效地降低了蜂蜡的软化温度，并且有效地与其混熔，完好匹配自动授精装置。本发明提供的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料是油溶性材料，不是水溶性材料，因此在常温下，仿生生物器械如自动输精管作为零件使用不会被精液溶解，起到良好的阻隔作用，当自动输精管放入母猪体内，母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料温度达到母猪体温时开始软化，自动输精管中的精液在一定的压力下通过管路将蜡材料喷射到母猪体；
26.2.本发明的生物相容性良好，所有组分都不会对宿主或使用者产生某种应答或出现排异反应，生物相容蜡材确保安全，不会产生有害作用；
27.3.在本发明中，将蜂蜡、粘结剂、润滑剂和填充剂以合适的比例熔融共混，达到稳定的状态，使其能够长期稳定储存。本发明母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料简化了生产过程，采用生物相容性材料，有效地简化了生产过程，并且降低了经济和时间成本。
附图说明
28.图1为本发明实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在不同温度下的表观状态。左图温敏蜡材料在38℃的状态为流动液态，右图温敏蜡材料在25℃的状态为凝固态。
29.图2为本发明实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的流变学结果图，具体为储能模量(g’)和损耗模量(g”)随温度的变化曲线图，体现温敏蜡材料在25-55℃的范围内的黏弹性变化。可以看出温敏蜡材料在35-45℃处于粘流态，符合生物体的体温特征。
30.图3为本发明实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的dsc曲线。可以发现，出现了明显的熔融峰，可以看见实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的熔程在36-42℃，熔点为40℃，符合生物体的体温特征。
31.图4为本发明实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在乙酸乙酯中溶解2min后的情况示意图，辅以红外热成像仪作为参考，明显看出实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在35℃和40℃的乙酸乙酯中均能溶解。
32.图5为本发明实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在水中溶解2min后的情况示意图，辅以红外热成像仪作为参考，明显看出实施例1制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在35℃和40℃的水中难以溶解。
具体实施方式
33.下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明，如无特别说明，均为常规方法。应理
解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明请求保护的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动，这些等价形式都属于本发明保护的范围。
34.以下实施例与对比例中采用的原料，如果没有特别限定，那么均是现有技术中公开的，例如可直接购买获得或者根据现有技术公开的制备方法制得。
35.以下实施例及对比例所用原料蜂蜡(cas:8012-89-3，漂白，熔点：46-60℃)、明胶(cas:9000-70-8)、黄原胶、油酸甘油酯、棕榈酸甘油酯、可可脂(cas:8002-31-1)等均购自adamas。
36.实施例1
37.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡61％，粘结剂8％，润滑剂12％，填充剂19％，其中，粘结剂为明胶，润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的混合物，油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的质量比为3：1；填充剂为可可脂。
38.包括以下具体步骤：
39.s1.以制备50g所述母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料为例，将蜂蜡、粘结剂、填充剂分别粉碎成粉末后过100目筛，并按配比称取，待用；
40.s2.将蜂蜡、粘结剂、填充剂加入到集热式磁力搅拌器中，以30r/min搅拌速度搅拌8min，使粉末搅拌混合均匀；
41.s3.将润滑剂加入到集热式磁力搅拌器中，边加热边搅拌，搅拌速度为60r/min，加热至90℃继续搅拌15min，使得蜂蜡、粘结剂、填充剂、润滑剂充分熔融混合均匀；
42.s4.将步骤s3熔融混合均匀得到的物料倒入表面光滑且洁净的模具中待其冷却，取出得到母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料。
43.实施例2
44.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡63％，粘结剂10％，润滑剂14％，填充剂13％，其中，粘结剂为明胶，润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的混合物，油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的质量比为4：1；填充剂为可可脂。
45.包括以下具体步骤：
46.s1.以制备50g所述母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料为例，将蜂蜡、粘结剂、填充剂分别粉碎成粉末后过100目筛，并按配比称取，待用；
47.s2.将蜂蜡、粘结剂、填充剂加入到集热式磁力搅拌器中，以40r/min搅拌速度搅拌10min，使粉末搅拌混合均匀；
48.s3.将润滑剂加入到集热式磁力搅拌器中，边加热边搅拌，搅拌速度为70r/min，加热至100℃继续搅拌15min，使得蜂蜡、粘结剂、填充剂、润滑剂充分熔融混合均匀；
49.s4.将步骤s3熔融混合均匀得到的物料倒入表面光滑且洁净的模具中待其冷却，取出得到母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料。
50.实施例3
51.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡66％，粘结剂10％，润滑剂16％，填充剂8％，其中，粘结剂为明胶，润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的混合物，油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的质量比为4：1；填充剂为可可脂。
52.包括以下具体步骤：
53.s1.以制备50g所述母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料为例，将蜂蜡、粘结剂、填充剂分别粉碎成粉末后过150目筛，并按配比称取，待用；
54.s2.将蜂蜡、粘结剂、填充剂加入到集热式磁力搅拌器中，以40r/min搅拌速度搅拌12min，使粉末搅拌混合均匀；
55.s3.将润滑剂加入到集热式磁力搅拌器中，边加热边搅拌，搅拌速度为90r/min，加热至110℃继续搅拌25min，使得蜂蜡、粘结剂、填充剂、润滑剂充分熔融混合均匀；
56.s4.将步骤s3熔融混合均匀得到的物料倒入表面光滑且洁净的模具中待其冷却，取出得到母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料。
57.实施例4
58.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡69％，粘结剂10％，润滑剂18％，填充剂3％，其中，粘结剂为明胶，润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的混合物，油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的质量比为5：1，填充剂为可可脂。
59.包括以下具体步骤：
60.s1.以制备50g所述母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料为例，将蜂蜡、粘结剂、填充剂分别粉碎成粉末后过150目筛，并按配比称取，待用；
61.s2.将蜂蜡、粘结剂、填充剂加入到集热式磁力搅拌器中，以50r/min搅拌速度搅拌12min，使粉末搅拌混合均匀；
62.s3.将润滑剂加入到集热式磁力搅拌器中，边加热边搅拌，搅拌速度为100r/min，加热至120℃继续搅拌30min，使得蜂蜡、粘结剂、填充剂、润滑剂充分熔融混合均匀；
63.s4.将步骤s3熔融混合均匀得到的物料倒入表面光滑且洁净的模具中待其冷却，取出得到母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料。
64.对比例1
65.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，其组分、组分百分含量及制备方法与实施例4基本相同，唯一区别在于所用粘结剂为黄原胶。
66.对比例2
67.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡72％，粘结剂10％，润滑剂14％，填充剂4％，其组分、制备方法与实施例4完全相同。
68.对比例3
69.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，其组分、组分百分含量及制备方法与实施例4基本相同，唯一区别在于所用润滑剂为油酸甘油酯。
70.对比例4
71.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡55％，粘结剂12％，润滑剂18％，填充剂15％，其组分、制备方法与实施例4完全相同。
72.对实施例1-4和对比例1-4制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料进行软化温度的测试和记录，并且将制备的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料(以下简称为“蜡材”，不再赘述)放在授权公告号为cn 217744696 u的中国实用新型专利实施例1中的自动输精管之中作为第一阻塞层，从自动输精管放入母猪体内开始计时，当蜡材开始软化并且精液在母猪体内喷出时停止计时，测试软化温度(熔程)和记录融化所需的时间。特别说明，将每个案例所制得的蜡材注入自动输精管中，每根输精管中蜡材含量5mg，每个案例取1000个样进
行母猪体内受精模拟测试，记录每个样品所属软化温度范围和软化时间范围。
73.表1软化温度范围结果(个)
74.组别34℃以下34-36℃36-38℃38-40℃40-42℃42℃以上实施例1058562369110实施例2044503394590实施例3022475457460实施例408412488920对比例100719589385对比例2001227654307对比例3065239241295160对比例4426454754500
75.注：软化温度的组别设置34-36℃、36-38℃、38-40℃、40-42℃的温度范围指不包括左端点值包括右端点值，以38℃为例，计入36-38℃区间内。软化温度在34℃以下，42℃以上，偏离母猪产道温度过多，不具有参考价值。
76.从表1的结果可以看出，采用本发明配方和制备方法(实施例1-4)得到的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料软化温度集中在36-40℃，符合母猪产道温度，在此温度范围下蜡材能够融化，而对比例1中粘结剂使用黄原胶，熔点比明胶高，所以软化温度大多集中在40℃以上；对比例2中蜂蜡含量偏高，软化温度大多集中在40℃以上；对比例3中的润滑剂中只加了油酸甘油酯，会使各材料组分混合不均匀，所得产品软化温度偏高、软化温度分布不集中，产品合格率低；对比例4中的蜂蜡含量偏低，所得产品软化温度偏低，软化温度大多集中在40℃以下。
77.表2软化时间范围结果(个)
78.组别0-1min1-2min2-3min3-4min4-5min5min以上实施例105254532200实施例205034524500实施例304854595600实施例404694636800对比例103185365256263对比例204596331243285对比例3695628624825685对比例484610648000
79.注：软化时间的组别设置0-1min、1-2min、2-3min、3-4min、4-5min的时间范围指不包括左端点值包括右端点值，以2min为例，计入1-2min区间内。软化时间在1min以下，5min℃以上，偏离母猪正常人工授精时间，不具有参考价值。
80.从表2的结果可以看出，采用本发明配方和制备方法(实施例1-4)得到的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料软化时间集中在1-3min，符合人工授精的时间要求。对比例1中粘结剂使用黄原胶，熔点比明胶高，最终蜡材软化温度偏高，所以软化时间大多集中在3min以上；对比例2中蜂蜡含量偏高，最终蜡材软化温度偏高，软化时间大多集中在3min以上；对比例3中的润滑剂中只加了油酸甘油酯，会使各材料组分混合不均匀，所得产品软化温度偏
高、软化时间分布不集中，产品合格率低；对比例4中的蜂蜡含量偏低，所得产品软化温度偏低，软化时间大多集中在1min以内。
81.综上所述，本发明母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料通过合理配比以及简易科学混合方法，其生物相容性好且契合生物体体征特点，稳定性高，使用方便。
82.最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，其特征在于，由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡61-69％，粘结剂8-12％，润滑剂12-18％，填充剂补足至100％；所述粘结剂为明胶；所述润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的混合物。2.根据权利要求1所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，其特征在于，所述润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的质量比为3-5：1的混合物。3.根据权利要求1所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，其特征在于，所述蜂蜡的熔点为46-60℃。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料，其特征在于，所述填充剂为可可脂。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：s1.将蜂蜡、粘结剂、填充剂分别粉碎成粉末后过筛，并按配比称取，待用；s2.将蜂蜡、粘结剂、填充剂加入到集热式磁力搅拌器中，使粉末搅拌混合均匀；s3.将润滑剂加入到集热式磁力搅拌器中，边加热边搅拌，直至蜂蜡、粘结剂、填充剂和润滑剂充分熔融混合均匀；s4.将熔融混合均匀的物料倒入模具中待其冷却，取出得到母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料。6.根据权利要求5所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述蜂蜡、粘结剂、填充剂的粉末过100-150目筛。7.根据权利要求5所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，搅拌速度为30-50r/min，混合时间为8-12min。8.根据权利要求5所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，搅拌速度为60-100r/min，加热温度为90-120℃，混合时间为15-30min。9.根据权利要求5所述的一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所用的模具表面光滑，干净卫生。10.权利要求1-4任意一项所述的母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料在制成具有一定形状的供生物体腔道内给药的固体制剂中或在配合仿生生物器械如自动输精管，制成部分零部件改善其在生物体受精中的应用。

技术总结
本发明属于仿生生物技术领域，具体公开了一种母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料及其制备方法。该母猪受孕自动输精管用温敏蜡材料由以下重量百分含量的组分制成：蜂蜡61-69％，粘结剂8-12％，润滑剂12-18％，填充剂余量。所述粘结剂为明胶；所述润滑剂为油酸甘油酯与棕榈酸甘油酯的质量比为3-5：1的混合物。本发明中，将蜂蜡、粘结剂、润滑剂和填充剂以合适的比例熔融共混，稳定性高，可塑性强；制备工艺简单，环保安全。本发明可直接运用于生物体内，可以将药物与该温敏蜡材料制成具有一定形状的供生物体腔道内给药的固体制剂；或配合仿生生物器械如自动输精管，制成部分零部件改善生物体受精问题。本发明极大地节约了经济和时间成本，适合在产业上大力推广。适合在产业上大力推广。适合在产业上大力推广。


技术研发人员：谭朝永 黄建兵 张元喜 郑譞 郭磊 吴崇刚 王辉虎 龚兴厚 胡涛
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/1