CN102382269A - 载药用可膨胀凝胶材料及其制备方法 - Google Patents
载药用可膨胀凝胶材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102382269A CN102382269A CN2011103244288A CN201110324428A CN102382269A CN 102382269 A CN102382269 A CN 102382269A CN 2011103244288 A CN2011103244288 A CN 2011103244288A CN 201110324428 A CN201110324428 A CN 201110324428A CN 102382269 A CN102382269 A CN 102382269A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gel
- medicine carrying
- mixed solution
- medicament
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明涉及一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其制备步骤如下：将天然高分子水溶液与表面活性剂混合并搅拌均匀，得到混合溶液A，在惰性气氛中向混合溶液A中依次加入单体溶液、碱溶液，搅拌均匀后再依次加入交联剂和引发剂，形成混合溶液B；然后将混合液体B注入到模具中，得胶状物；脱模后再经冷冻干燥后得多孔凝胶，或者经温度范围为常温至80oC的真空干燥后得到干凝胶，多孔凝胶或干凝胶进一步研磨后得到凝胶颗粒。膨胀性载药凝胶材料在生理盐水中体积膨胀率为160%-280%，质量膨胀率为120%-200%，载药量为0-70%，药物释放时间为1-15天。该凝胶具有良好的抗菌性、抗炎性、吸水膨胀性以及生物相容性，不仅可用于生物医用材料领域，也可用于农林业、石油化工等领域。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种可膨胀凝胶材料的制备方法，特别是一种载药用可膨胀凝胶材料的制备方法。
背景技术
在支架中添加药物，药物会从支架中缓慢释放出来，这种药物的局部释放，既可以发挥长时间的疗效，省去多次体外注射，也可以使药物对身体其他部分的副作用降到最小。目前，很多专利技术里，通过在支架表面添加药物缓释涂层。由于植入材料在刚植入体内时3天内易发生炎症反应，从而影响周围组织的正常长入，如能在植入材料里负载抗炎性的药物，将对植入材料行使其正常功能产生重要影响。因此，制备负载药物的植入性材料具有重要意义。前期，我们已经开发了聚丙烯酸类高吸水性树脂作为新型自行膨胀填充物材料，其具备很好的膨胀性及力学强度。材料在作为体内植入使用时，需要充分考虑到材料的生物相容性。而天然高分子由于具有很好的生物相容性，常用于体内植入材料。在专利201010600549.6中，公开了聚丙烯酸钠与易形成凝胶的明胶、果胶、壳聚糖等材料的复合凝胶的形成工艺。由于丝素等蛋白质具有氨基羧基等功能键，可与很多药物作用，从而作为良好的药物载体，而聚丙烯酸钠凝胶具有多孔性，有利于药物的释放，因此开发聚丙烯酸与丝素等蛋白质复合凝胶对于制备载药可膨胀凝胶具有重要意义，最终得到载药的聚丙烯酸钠与丝素等蛋白质的复合凝胶，具有良好的抗菌性、抗炎性、吸水膨胀性以及生物相容性，这些功能将使复合凝胶不仅可用于生物医用材料领域，也可用于农林业、石油化工等领域。目前，还没有聚丙烯酸与蛋白质复合凝胶的制备技术报道。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种载药用可膨胀凝胶材料。
本发明的目的之二在于提供该材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a.原料的组成及质量百分含量为：
天然高分子 1-30%，
丙烯酸类单体 10%-50%，
表面活性剂 0-10%，
交联剂 0.1%-1%，
自由基引发剂 0.1%-1%，
水 余量
以上各组分的质量百分含量之和为100%；
b. 控制温度为4-25 oC，按步骤a所述的比例，将天然高分子水溶液与表面活性剂混合并搅拌均匀，得到混合溶液A，在惰性气氛中向混合溶液A中依次加入丙烯酸类单体、碱溶液，搅拌均匀后再依次加入交联剂和引发剂，形成混合溶液B；
c.将步骤b所得混合液体B注入到模具中，在40-100 oC下反应0.5-12 小时，即得胶状物；脱模后将形成的胶状物浸泡于蒸馏水中并换水3-10次以除去未反应的单体；再经冷冻干燥后得多孔凝胶或者真空干燥后得到干凝胶，即为所需的载药可膨胀凝胶材料；或将多孔凝胶或干凝胶进一步研磨后得到凝胶颗粒，制得所需载药可膨胀凝胶材料。
上述的天然高分子可以为：丝素、胶原、明胶、果胶或牛血清蛋白。
上述的表面活性剂可以为：聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯或聚乙烯醇。
上述的丙烯酸类单体可以为：丙烯酸、甲基丙烯酸、羟乙基甲基丙烯酸或丙烯酰胺。
上述的交联剂可以为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
上述的自由基引发剂可以为过硫酸钾或过硫酸铵。
所载药物可以为阿莫西林、庆大霉素、青霉素、阿司匹林、四环素、红霉素、克拉霉素、阿奇霉素、吉他霉素、头孢唑啉、头孢氨苄、头孢羟氨苄、头孢孟多、头孢哌酮、氯霉素、耐信等。
本专利采用水溶液聚合的方法得到互穿网络结构水凝胶材料，没有使用有机溶剂，更好的保护的蛋白质的活性。是在义眼台、软骨修复、整形美容填充物以及细胞培养载体、农林业及石油化工中的应用。
本发明通过控制蛋白质掺入量及合成条件调节复合凝胶材料的力学强度与膨胀性，得到膨胀率和力学强度可控的合成高分子/天然高分子复合可膨胀水凝胶材料，凝胶在一定浓度的药物溶液中浸泡一定时间后得到载药凝胶。该凝胶可在制备过程中形成与模具相同的形状，可形成多孔凝胶材料，也可形成凝胶颗粒。该载药凝胶制备过程简单，易实现商业化生产，本发明的优点是：在高吸水性材料中引入了生物相容性好的丝素、胶原、明胶、果胶等蛋白质，并且在凝胶中包载药物，制备出膨胀率可控且可控释药物的膨胀性凝胶材料。膨胀性载药凝胶材料在生理盐水中体积膨胀率为160%-280%，质量膨胀率为120%-200%，载药量为0-70%，药物释放时间为1-15天。
附图说明
图1为本发明实施例1所得到的载药凝胶的扫描电镜图片。
具体实施方式
实施例1：控制水浴温度为4 oC，向1.5mL质量分数为10%的丝素水溶液中加入2mL的丙烯酸，蒸馏水4mL，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.7mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.4mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经冷冻干燥后得到多孔凝胶，多孔凝胶浸泡在10mg/mL的阿莫西林的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为60%的多孔凝胶。
实施例2：控制水浴温度为4 oC，向3mL质量分数为10%的丝素水溶液中加入0.003g聚乙二醇，2mL的丙烯酸，1.5mL蒸馏水，并向溶液中持续通入N2，搅拌均匀后再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经冷冻干燥后得到多孔凝胶，多孔凝胶浸泡在10mg/mL的阿莫西林的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为65%的多孔凝胶。
实施例3：控制水浴温度为4 oC，向1.5mL质量分数为10%的丝素水溶液中加入2mL的羟乙基甲基丙烯酸，蒸馏水4mL，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经60 oC常温真空干燥后得到干凝胶，干凝胶浸泡在1mg/mL的青霉素的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为18%的凝胶材料。
实施例4：控制水浴温度为10 oC，向1.5mL质量分数为10%的果胶水溶液中加入2mL的丙烯酸，蒸馏水4mL，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸铵，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经冷冻干燥后得到多孔凝胶，多孔凝胶浸泡在10mg/mL的阿莫西林的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为51%的多孔凝胶。
实施例5：控制水浴温度为4 oC，向1.5mL质量分数为10%的明胶水溶液中加入0.02g聚乙烯吡咯烷酮， 2mL的丙烯酸，4mL蒸馏水，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经常温真空干燥后得到干凝胶，干凝胶浸泡在10mg/mL的阿莫西林的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为55%的凝胶材料。
实施例6：控制水浴温度为4 oC，向1.5mL质量分数为10%的明胶水溶液中加入2mL的丙烯酸，蒸馏水4mL，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经冷冻干燥后得到多孔凝胶，多孔凝胶浸泡在5mg/mL的阿莫西林的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为44%的多孔凝胶。
实施例7：控制水浴温度为4 oC，向1.5mL质量分数为10%的胶原水溶液中加入2mL的丙烯酸，蒸馏水4mL，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.2mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经冷冻干燥后得到多孔凝胶，多孔凝胶浸泡在1mg/mL的阿莫西林的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为20%的多孔凝胶。
实施例8：控制水浴温度为15 oC，向2mL质量分数为10%的胶原水溶液中加入0.02g聚乙烯醇，2mL丙烯酸，3mL蒸馏水，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经60 oC干燥后得到干凝胶，干凝胶浸泡在5mg/mL的阿莫西林的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为50%的多孔凝胶，研磨后得到载药凝胶颗粒。
实施例9：控制水浴温度为4 oC，向1.5mL质量分数为10%的胶原水溶液中加入2mL的甲基丙烯酸水溶液，蒸馏水4mL，并向溶液中持续通入N2，再加入0.8g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.5mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到球形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经60oC真空干燥后得到干凝胶，干凝胶浸泡在0.5mg/mL的硫酸庆大霉素的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为9%的干凝胶。
实施例10：控制水浴温度为4 oC，向1.5mL质量分数为5%的胶原水溶液中加入2mL的丙烯酸水溶液，并向溶液中持续通入N2，再加入0.7g NaOH搅拌10分钟，然后加入0.8mL质量分数为0.5%的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.6mL的0.5%的过硫酸钾，将混合液体搅拌均匀后注入到柱形模具中，将模具置于60 oC下1h，即得胶状物，脱模后胶状物经吸水溶胀清洗3次，再经25oC恒温真空干燥后得到干凝胶，干凝胶浸泡在0.5mg/mL的头孢唑啉的生理盐水溶液中24h，取出干燥后得到载药量为15%的凝胶材料。
Claims (6)
1.一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a.原料的组成及质量百分含量为：
天然高分子 1-30%，
丙烯酸类单体 10%-50%，
表面活性剂 0-10%，
交联剂 0.1%-1%，
自由基引发剂 0.1%-1%，
水 余量；
b. 控制温度为4-25 oC，按步骤a所述的比例，将天然高分子水溶液与表面活性剂混合并搅拌均匀，得到混合溶液A，在惰性气氛中向混合溶液A中依次加入丙烯酸类单体、碱溶液，搅拌均匀后再依次加入交联剂和引发剂，形成混合溶液B；
c.将步骤b所得混合液体B注入到模具中，在40-100 oC下反应0.5-12 小时，即得胶状物；脱模后将形成的胶状物浸泡于蒸馏水中并换水3-10次以除去未反应的单体；再经冷冻干燥后得多孔凝胶或者真空干燥后得到干凝胶，即为所需的载药可膨胀凝胶材料；或将多孔凝胶或干凝胶进一步研磨后得到凝胶颗粒，制得所需载药可膨胀凝胶材料。
2.如权利要求1所述的一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其特征在于上述的天然高分子为：丝素、胶原、明胶、果胶或牛血清蛋白。
3.如权利要求1所述的一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其特征在于上述的表面活性剂为：聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯或聚乙烯醇。
4.如权利要求1所述的一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其特征在于上述的丙烯酸类单体为：丙烯酸、甲基丙烯酸、羟乙基甲基丙烯酸或丙烯酰胺。
5.如权利要求1所述的一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其特征在于上述的交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
6.如权利要求1所述的一种载药可膨胀凝胶材料的制备方法，其特征在于上述的自由基引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103244288A CN102382269A (zh) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 载药用可膨胀凝胶材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103244288A CN102382269A (zh) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 载药用可膨胀凝胶材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102382269A true CN102382269A (zh) | 2012-03-21 |
Family
ID=45822146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011103244288A Pending CN102382269A (zh) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 载药用可膨胀凝胶材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102382269A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107308500A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-11-03 | 广州迈普再生医学科技有限公司 | 一种组织修复膜及其制备方法及制成的载药组织修复膜 |
| CN110090317A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-06 | 非零和(北京)投资管理有限公司 | 一种超吸水性高分子水凝胶抗菌海绵及其制备方法和用途 |
| CN110743113A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-04 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 基于可膨胀水凝胶的防pm2.5鼻塞的制备方法及其产品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102127234A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种膨胀型水凝胶的制备方法 |
-
2011
- 2011-10-24 CN CN2011103244288A patent/CN102382269A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102127234A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种膨胀型水凝胶的制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107308500A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-11-03 | 广州迈普再生医学科技有限公司 | 一种组织修复膜及其制备方法及制成的载药组织修复膜 |
| CN107308500B (zh) * | 2017-05-12 | 2020-09-11 | 广州迈普再生医学科技股份有限公司 | 一种组织修复膜及其制备方法及制成的载药组织修复膜 |
| CN110090317A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-06 | 非零和(北京)投资管理有限公司 | 一种超吸水性高分子水凝胶抗菌海绵及其制备方法和用途 |
| CN110743113A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-04 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 基于可膨胀水凝胶的防pm2.5鼻塞的制备方法及其产品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| De France et al. | Injectable anisotropic nanocomposite hydrogels direct in situ growth and alignment of myotubes | |
| Tang et al. | General principle for fabricating natural globular protein-based double-network hydrogels with integrated highly mechanical properties and surface adhesion on solid surfaces | |
| Spicer | Hydrogel scaffolds for tissue engineering: the importance of polymer choice | |
| Zhao et al. | Supramolecular adhesive hydrogels for tissue engineering applications | |
| Compaan et al. | Gellan fluid gel as a versatile support bath material for fluid extrusion bioprinting | |
| Li et al. | Three-dimensional bioprinting of oppositely charged hydrogels with super strong interface bonding | |
| Lavanya et al. | Temperature-and pH-responsive chitosan-based injectable hydrogels for bone tissue engineering | |
| López-Marcial et al. | Agarose-based hydrogels as suitable bioprinting materials for tissue engineering | |
| Khan et al. | Synthesis, classification and properties of hydrogels: Their applications in drug delivery and agriculture | |
| Ashraf et al. | Snapshot of phase transition in thermoresponsive hydrogel PNIPAM: Role in drug delivery and tissue engineering | |
| Ghanian et al. | In situ forming, cytocompatible, and self-recoverable tough hydrogels based on dual ionic and click cross-linked alginate | |
| Bian et al. | The self-crosslinking smart hyaluronic acid hydrogels as injectable three-dimensional scaffolds for cells culture | |
| Hoffman | Hydrogels for biomedical applications | |
| Goh et al. | Alginates as a useful natural polymer for microencapsulation and therapeutic applications | |
| Kuo et al. | Ionically crosslinked alginate hydrogels as scaffolds for tissue engineering: Part 1. Structure, gelation rate and mechanical properties | |
| Pandey et al. | Bacterial cellulose/acrylamide pH-sensitive smart hydrogel: development, characterization, and toxicity studies in ICR mice model | |
| Correia et al. | Multilayered hierarchical capsules providing cell adhesion sites | |
| Fedorovich et al. | Evaluation of photocrosslinked lutrol hydrogel for tissue printing applications | |
| Aizawa et al. | Polymers used to influence cell fate in 3D geometry: New trends | |
| Chansoria et al. | Characterizing the effects of synergistic thermal and photo-cross-linking during biofabrication on the structural and functional properties of gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels | |
| Feng et al. | Assembling microgels via dynamic cross-linking reaction improves printability, microporosity, tissue-adhesion, and self-healing of microgel bioink for extrusion bioprinting | |
| CN103877617A (zh) | 可注射蚕丝素蛋白-海藻酸盐双交联水凝胶及其制备方法和使用方法 | |
| CN107236135A (zh) | 一种明胶水凝胶及其制备方法和应用 | |
| Charlet et al. | Mechanical reinforcement of granular hydrogels | |
| Mishra et al. | Preparation, properties and application of hydrogels: a review |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120321 |