CN101260191A - 一种温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶及其制备方法和用途，将1.0％－5.0％W/V的明胶溶液和1.0％－5.0％W/V的壳聚糖酸溶液按0.5∶10－2∶10的体积比在低温下共混；用弱碱盐溶液调节到生理pH附近，在低温(4℃)下可以保持液体状态，在体温条件下迅速转变为凝胶，或者在pH值调节到生理范围后加入药物，在体温条件下得到载药壳聚糖/明胶水凝胶。本发明制得的水凝胶用于组织修复和药物缓释。
Description
技术领域
本发明涉及一种温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶及其制备方法和用途，属于化学领域，也属于生物材料领域。
背景技术
水凝胶为亲水性聚合物通过化学键或物理作用力形成的交联网络，不溶于水但能吸收大量的水而溶胀同时保持固体形态。低温为液态，体温下在原位转变为固态的反相温敏性水凝胶，因可用于普通药物及对温度敏感的蛋白质类药物，细胞、生长因子等生物技术药物的包埋，形成稳定和持续释放的药物控释系统，为设计和制备自调式给药系统和生物工程方面的多种新应用提供了可行性，已越来越受到研究者的青睐。
壳聚糖是甲壳素的部分脱乙酰化产物，是自然界唯一大量存在的碱性多糖。壳聚糖是一种弱碱，可溶于酸.当溶液的pH＞6.2时，壳聚糖会形成白色沉淀从溶液中析出。壳聚糖有很多独特的优点，主要包括：生物相容性，可降解性，强的黏附性，在药物、生物医学、食品、基因治疗等方面得到广泛的关注。2000年加拿大研究人员发现多羟基盐加入到壳聚糖溶液中可将壳聚糖溶液的pH调到生理范围内并保持在低温下是液体，体温时转化为凝胶状态。这一发现揭开壳聚糖基温敏水凝胶的研究历程。到目前为止，文献报道的壳聚糖基温敏凝胶体系主要有：壳聚糖/多羟基盐，聚有机磷腈和壳聚糖共聚物，壳聚糖接枝壳聚糖接枝PEG，羟丁基壳聚糖，壳聚糖季铵盐/甘油磷酸钠，壳聚糖季铵盐-PEG/甘油磷酸盐体系，壳聚糖-PVA/NaHCO3体系。
胶原是哺乳动物体内含量最多的蛋白质，是许多组织细胞间外质的重要组成部分，是人体和脊椎动物的主要结构蛋白，占体内蛋白质总量的25％-30％。胶原无毒，具有降解性和低抗原性，生物相容性好，能引导组织再生，植入后炎症反应温和，能促进细胞粘附、增值，保持细胞的分化，加快创口的愈合。明胶是胶原蛋白通过水解而制成的。明胶含有除色氨酸以外几乎全部的人体必须氨基酸，其中甘氨酸占1/3以上。明胶无毒、无免疫排异及局部炎症反应，能提高细胞的活性和繁殖，可以载药缓释。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无毒、生物相容性好、成本低的温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶及其制备方法和应用。以壳聚糖和明胶为原料制得到温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶，并将其在组织工程和药物释放领域应用。
实现本发明目的采用的技术方案是：将壳聚糖溶液和明胶溶液在低温下共混，在生理pH附近，本体系在低温(4℃)下可以保持液体状态，当环境温度升高到体温时迅速转变为凝胶，其具体步骤如下：
(1)将壳聚糖溶于酸溶液中得1.0％-5.0％W/V的壳聚糖酸溶液，将明胶溶于40-80℃的水中得1.0％-5.0％W/V的明胶溶液；
(2)在冰浴条件下按明胶溶液与壳聚糖酸溶液按0.5∶10-2∶10的体积比将明胶溶液滴加到壳聚糖酸溶液中，并搅拌均匀；
(3)在冰浴条件下将弱碱盐滴加到壳聚糖与明胶共混溶液中调节溶液的pH值到生理范围，所得溶液在体温条件下得到凝胶。
所述溶解壳聚糖的酸为盐酸、乳酸、醋酸或柠檬酸等弱酸；所用弱碱盐为磷酸二钠盐、硫酸盐或碳酸盐。
步骤(3)中，在冰浴条件下将弱碱盐滴加到壳聚糖与明胶共混溶液中调节溶液的pH值到生理范围，然后加入药物，搅拌，所得溶液在体温条件下得到温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶。所用药物包括蛋白质等生物技术药物、化学药物或活性细胞等。
制得的水凝胶可用来携带活性细胞或药物，作为可注射体内移植生物材料，用于组织修复和药物缓释。
与现有壳聚糖及壳聚糖衍生物温敏水凝胶相比，本发明具如下优点：
1、本发明选用的明胶无毒、无免疫排异及局部炎症反应，能提高细胞的活性和繁殖。
2、本发明制备的温敏水凝胶所用原料成本低。
具体实施方式
实施例1
将200mg壳聚糖溶于10mL 0.1M的盐酸、乳酸、醋酸或柠檬酸溶液中放入冰箱预冷15min；将明胶溶于40～80℃的水中，配成1％(W/V)的溶液。取1mL 1％(W/V)的明胶溶液在冰浴条件下滴加到壳聚糖溶液中，并搅拌均匀。然后在冰浴条件下将磷酸二钠盐、硫酸盐或碳酸盐溶液滴加到壳聚糖与明胶的共混溶液中调节共混溶液的pH值到生理范围，继续搅拌30min，在37℃条件下得到温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶。
实施例2
将150mg壳聚糖溶于10mL 0.1M的盐酸、乳酸、醋酸或柠檬酸溶液中放入冰箱预冷15min；将明胶溶于40～80℃的水中，配成2％(W/V)的溶液。取1mL 2％(W/V)的明胶溶液在冰浴条件下滴加到壳聚糖溶液中，并搅拌均匀。然后在冰浴条件下将磷酸二钠盐、硫酸盐或碳酸盐溶液滴加到壳聚糖与明胶的共混溶液中调节共混溶液的pH值到生理范围，再加入蛋白质等生物技术药物、化学药物或活性细胞，继续搅拌30min，在37℃条件下得到载药的温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶。
上述制得的温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶或载药的温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶作为可注射体内移植生物材料，用于组织修复和药物缓释。
Claims (8)
1、一种温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶，其特征在于采用以下步骤制备：
(1)将壳聚糖溶于酸溶液中得1.0％-5.0％W/V的壳聚糖酸溶液，将明胶溶于40-80℃的水中得1.0％-5.0％W/V的明胶溶液；
(2)按明胶溶液与壳聚糖酸溶液按0.5∶10-2∶10的体积比将明胶溶液滴加到壳聚糖酸溶液中，并搅拌均匀；
(3)将弱碱盐溶液滴加到壳聚糖与明胶共混溶液中调节溶液的pH值到生理范围，搅拌，在体温条件下得到温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶。
2.一种温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将壳聚糖溶于酸溶液中得1.0％-5.0％W/V的壳聚糖酸溶液，将明胶溶于40-80℃的水中的1.0％-5.0％W/V的明胶溶液；
(2)按明胶溶液与壳聚糖酸溶液按0.5∶10-2∶10的体积比将明胶溶液滴加到壳聚糖酸溶液中，并搅拌均匀；
(3)将弱碱盐溶液滴加到壳聚糖与明胶共混溶液中调节溶液的pH值到生理范围，搅拌，在体温条件下得到温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶。
3、根据权利要求2所述温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶的制备方法，其特征在于：溶解壳聚糖的酸为盐酸、乳酸、醋酸或柠檬酸等弱酸。
4、根据权利要求2所述温度敏感型壳聚糖/明胶水凝胶的制备方法，其特征在于：所用弱碱盐为磷酸二钠盐、硫酸盐或碳酸盐。
5、一种载药的如权利要求1所述温度敏感型载药壳聚糖/明胶水凝胶，其特征在于：将弱碱盐滴加到壳聚糖与明胶共混溶液中调节溶液的pH值到生理范围，然后加入药物，搅拌，所得溶液在体温条件下得到温度敏感型载药壳聚糖/明胶水凝胶。
6、根据权利要求5所述载药的温度敏感型载药壳聚糖/明胶水凝胶的制备方法，其特征在于：所用药物包括蛋白质等生物技术药物、化学药物或活性细胞等。
7、根据权利要求2所述温度敏感型载药壳聚糖/明胶水凝胶的制备方法，其特征在于：将明胶溶液滴加到壳聚糖酸溶液中以及滴加弱碱盐均在冰浴条件下进行。
8、权利要求1所述的温度敏感型壳聚糖/明胶温敏水凝胶用于组织修复和药物缓释。
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