CN103554528B - 一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法 - Google Patents
一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103554528B CN103554528B CN201310539910.2A CN201310539910A CN103554528B CN 103554528 B CN103554528 B CN 103554528B CN 201310539910 A CN201310539910 A CN 201310539910A CN 103554528 B CN103554528 B CN 103554528B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- poly
- crosslinking agent
- dissolved
- derivatives
- concentration
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法。本发明以具有双醛基团或双胺基团的物质为改性交联剂，在缓冲液中先后或同时加入交联剂，具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物和具有双醛基团的透明质酸衍生物，通过缩合反应使其凝胶化。本发明的优点为该水凝胶具有可调控的力学强度，凝胶化时间短，水凝胶性能稳定，生物相容性好，生物可降解，可以通过注射的手段用于组织工程，栓塞材料和药物控释领域。
Description
技术领域
本发明属水凝胶系列，涉及交联剂改性的透明质酸和聚天冬氨酸原位交联型凝胶。
背景技术
水凝胶是一种由高分子聚合物形成的，含水量达90%以上，且具有三维网络结构的的材料。这种材料质地柔软，生物相容性好，目前广泛应用于生物医学领域。
近年来，可注射的原位交联水凝胶也越来越受到人们的关注。可注射原位交联水凝胶的特征在于，在注射之前呈可流动的液态，当注射到目标位置后，可形成与目标位置形状完全吻合的胶体。这种可注射的特性，不仅使得操作过程简单方便，而且可避免植入手术给患者带来的痛苦，大大降低手术的创伤性。
透明质酸广泛存在于生物体内，负责组织间的连接，具有很好的保水和润滑的作用。透明质酸用于人体是不会被免疫系统当成外来物质，不会产生免疫反应，具有很好的生物相容性和生物可降解性。而且透明质酸在骨组织再生，抗肿瘤以及伤口愈合等过程中发挥重要的作用，常被用于药物控释，组织工程及手术防粘连等领域。
然而正因为透明质酸具有上述的这些优点，吸收迅速，降解速度快等，导致了透明质酸材料的硬度，机械强度和稳定性受到了一定的限制。因此有必要对透明质酸进行改性或者引入交联剂来提高材料的力学性能，使其得到更好的应用。
聚天冬氨酸也具有很好的生物相容性和生物可降解性，其主链上的肽键易受微生物的作用而断裂，降解产物只有氨，水和二氧化碳。聚天冬氨酸也是一种环境友好型性的化学品，广泛用于水处理，医药，农业及日化行业。
2007年，LongLiu，(Preparationandcharacterizationofsponge-likecompositesbycross-linkinghyaluronicacidandcarboxymethylcellulosesodiumwithadipicdihydrazide,EuropeanPolymerJournal43(2007))制备了一种透明质酸-羧甲基纤维素水凝胶，它以透明质酸和羧甲基纤维素为原料，以1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳酰亚胺为交联剂，在pH=4.75的水相中实现透明质酸和羧甲基纤维素之间的交联，生成水凝胶。其缺点在于反应需要使用交联剂，降低凝胶体系的生物相容性；且凝胶化时间长，不能实现原位交联，限制了凝胶的应用。
已报道的原位交联型水凝胶，大多是依靠天然大分子的物理性能或其离子键、静电作用力或疏水作用力实现溶液-胶体之间的转化。如MollyS.Shoichet（Fast-gellinginjectableblendofhyaluronanandmethylcelluloseforintrathecal,localizeddeliverytotheinjuredspinalcord,Biomaterials,27(2006)）报道了一种快速凝胶化的水凝胶，它利用甲基纤维素的温敏性实现凝胶化。其缺点在于溶液-胶体之间的转化是可逆的，导致水凝胶的性能不稳定，极大程度上限制了水凝胶子啊生物领域的应用。也有极少数的例子是利用聚合物之间的化学交联制备可注射的原位交联的水凝胶。如RuiZhang(Detailedcharacterizationofaninjectablehyaluronicacid-polyaspartylhydrazidehydrogelforproteindelivery,CarbohydratePolymers,4(2011))利用醛基化透明质酸和聚天冬酰肼上醛基与酰肼基团之间的缩合反应，制备了一种快速凝胶化的，可注射的原位交联水凝胶。其缺点在于交联时间过快导致水凝胶的力学强度差，限制了水凝胶的应用。
鉴于此，我们利用交联剂交联剂预处理聚天冬酰肼后，再和具有双醛结构的透明质酸进行进一步的缩合反应制备出力学性能好，性能稳定的可注射原位交联型水凝胶。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于制备一种工艺简单、凝胶化时间短且可控制、力学性能好、性能稳定且生物相容性好的原位交联的水凝胶。
一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中先后或同时加入透明质酸衍生物，聚天冬氨酸衍生物和交联剂；所述交联剂为C2～8的二胺、水合肼、赖氨酸、C2～8的二醛、邻苯二甲醛或京尼平；凝胶化时间为3秒～30分钟；
交联剂的加入有如下几种方式之一：
（1）按交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L，将交联剂溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，得到交联剂的缓冲溶液，透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10%溶解在交联剂的缓冲溶液中，在4～50℃下，按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：（1～16）混合；
（2）透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10%溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，在透明质酸衍生物的缓冲溶液中加入交联剂，在4～50℃下，反应1分钟～48小时后，与聚天冬氨酸衍生物的缓冲溶液按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：（1～16）混合，混合溶液中交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L；
（3）透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10%溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，在聚天冬氨酸衍生物的缓冲溶液中加入交联剂，在4～50℃下，反应1分钟～48小时后，与透明质酸衍生物的缓冲溶液按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：（1～16）混合，混合溶液中交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L；
（4）透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10%溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，在4～50℃下，按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：（1～16）混合后，滴加交联剂，混合溶液中交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L。
所述缓冲液为柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、巴比妥钠-盐酸缓冲液、Tris-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液、模拟人工体液或人工泪液。
所述的交联剂为C2～8的二胺、水合肼、赖氨酸、C2～8的二醛、邻苯二甲醛、京尼平。交联剂的添加量为2×10-4～8×10-2mol/L，交联剂用量的多少不仅是能否形成水凝胶的关键因素，还直接影响到水凝胶的成胶时间、成胶量、平衡溶胀比、三维网络结构及力学性能等理化性质。一般来说随着交联剂用量的增加凝胶的凝胶化时间随之缩短，生成的凝胶空间网络结构更加紧凑，力学性能也随之提高。但交联剂的用量过多，将会因过量交联剂的使用而具有较大的细胞毒性，限制水凝胶的应用；交联剂用量过少时，则改性效果不明显。
所述交联反应温度范围优化为4～50℃。透明质酸是一种多肽结构，耐受温度范围较窄，若反应温度超过50℃，透明质酸的结构易受到破坏，不宜使用过高的温度。
所述四种制备方法中最优为（1），即先按交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L，将交联剂溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，得到交联剂的缓冲溶液，再将透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10%溶解在交联剂的缓冲溶液中，这种方法有利于交联剂均匀分散在水凝胶体系中，形成更均一的三维网络结构。
所述透明质酸衍生物的制备方法如下：将透明质酸按质量百分比0.1～5%溶解在pH值范围为2～7的水中，在温度为0～50℃的条件下，加入氧化剂氧化透明质酸1～24h，再用乙二醇终止反应，再将混合物用水透析3d，冻干得到具有双醛基团的透明质酸衍生物；
所述氧化剂为高锰酸钾、高碘酸钠、双氧水，氧化剂与透明质酸的比例为5：（1～25）。
所述聚天冬氨酸衍生物制备方法：将聚琥珀酰亚胺溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，在温度为-10～80℃的条件下，用双胺类物质中的胺基进攻聚琥珀酰亚胺中的酰亚胺键使其开环，接枝改性聚琥珀酰亚胺，反应时间为1～12h，生成的产物以沉淀的方式从溶剂中析出，再将沉淀物溶解于去离子水，经超滤冻干得到具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物；
所述双胺类物质为C2～8的二胺、水合肼或赖氨酸，双胺类物质与聚琥珀酰亚胺的质量比例优化为5：（1～25）。
透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比1～10%溶解在缓冲溶液和中。随着质量百分比的增加，凝胶化时间随之缩短，生成的凝胶空间网络结构更加紧凑，力学性能也随之提高；但当质量百分比过高时，溶液的粘稠度显著增大，从而导致两种大分子上的官能团不能完全交联，生成的凝胶交联度低，空间网络结构变疏松，力学性能下降。
所述缓冲溶液为柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、巴比妥钠-盐酸缓冲液、Tris-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液、模拟人工体液或人工泪液；不同的缓冲液可以提供不同的pH值缓冲。
所述缓冲液的pH值范围控制为5.0～8.0，其浓度控制为0.01～0.5mol/L。缓冲液的pH值以及浓度是凝胶化时间长短的决定因素，也影响了水凝胶的理化性能。
所述透明质酸衍生物及聚天冬氨酸衍生物缓冲溶液按4：（1～16）的比例混合反应，任何一种高聚物过量都会延长凝胶化时间，造成凝胶网络结构不完整，降低水凝胶的力学性能。
有益效果：
本发明制备工艺简单，反应过程温和。以具有双醛基团或双胺基团的物质为改性交联剂，在缓冲液中先后或同时加入交联剂，具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物和具有双醛集基团的透明质酸衍生物，通过缩合反应使其凝胶化。可通过改变透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的浓度，溶剂的pH值和浓度、交联剂的选择，用量及添加方式、反应温度及反应时间来控制最终形成水凝胶的凝胶化时间，空间网络结构的紧凑性及其力学性能。
交联剂和透明质酸衍生物及聚天冬氨酸衍生物之间发生的主要是氨基和醛基之间的缩合反应，实现溶液-胶体之间的转变，交联制备出无交联剂残留，凝胶化时间短，且可通过交联剂的种类、缓冲液的种类及其pH值、溶剂浓度的调节实现控制，水是凝胶化过程中的唯一副产物，被包裹在水凝胶中。
制备得到的水凝胶性能稳定、生物可降解、体外降解实验表明在37℃水浴条件下，将水凝胶浸泡在人工泪液中28d，水凝胶的降解率为3～40%。
制备得到的水凝胶生物相容性好，细胞毒性试验结果符合行业标准，水凝胶适用于组织工程，栓塞材料，填充材料或药物缓释领域。
具体实施方式：
下面通过具体的实施方案叙述本发明中交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶及其制备方法。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的培养剂组分、含量、培养条件、分离提取条件进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
以下给出本发明的实施例，进一步对本发明进行详细说明，但本发明并不限于此。
实施例1
称取0.015g乙二胺溶于50mL磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液中（pH=5.0，浓度为0.2mol/L）中，得到乙二胺的缓冲溶液。
称取0.01g醛基化透明质酸和0.01g聚天冬酰肼分别溶解在1mL上述乙二胺的缓冲溶液中，待其完全溶解后，混合1mL醛基化透明质酸溶液和0.5mL聚天冬酰肼溶液，再放置于10℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为25min20.43s，弹性模量为4009Pa。
实施例2
称取0.02g醛基化透明质酸和0.02g聚天冬酰肼分别溶解在1mL柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液（pH=6.0，浓度为0.1mol/L）中，待其完全溶解后，混合1mL醛基化透明质酸溶液和1mL聚天冬酰肼溶液，再向其中加入0.006g乙二胺，最后放置于20℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为13min58.09s，弹性模量为5991Pa。
实施例3
称取0.012g戊二胺溶于50mLTris-盐酸缓冲液（pH=7.4，浓度为0.05mol/L）中，得到戊二胺的缓冲溶液。
称取0.05g醛基化透明质酸溶解在1mLTris-盐酸缓冲液（pH=7.4，浓度为0.05mol/L）中，得到醛基化透明质酸的缓冲溶液。
称取0.045g聚天冬酰肼溶解在0.9mL上述戊二胺的缓冲溶液中，置于30℃水浴锅中，反应48h后，与0.3mL醛基化透明质酸的缓冲溶液混合，仍置于30℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为25min37s，弹性模量为3432Pa。
实施例4
称取0.0612g戊二胺溶于50mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.01mol/L）中，得到戊二胺的缓冲溶液。
称取0.08g聚天冬酰肼溶解在1mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.01mol/L）中，得到聚天冬酰肼的缓冲溶液。
称取0.04g醛基化透明质酸溶解在0.5mL上述戊二胺的缓冲溶液中，置于40℃水浴锅中，反应3min后，与1mL聚天冬酰肼的缓冲溶液混合，仍置于40℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为6min48.35s，弹性模量为5521Pa。
实施例5
称取0.00232g己二胺溶于50mL磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液中（pH=5.0，浓度为0.01mol/L）中，得到己二胺的缓冲溶液。
称取0.08g醛基化透明质酸和0.08g聚天冬酰肼分别溶解在1mL上述己二胺的缓冲溶液中，待其完全溶解后，混合0.3mL醛基化透明质酸溶液和0.9mL聚天冬酰肼溶液，再放置于50℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为13min59.98s，弹性模量为5360Pa。
实施例6
称取0.1g醛基化透明质酸和0.1g聚天冬酰肼分别溶解在1mL柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液（pH=6.0，浓度为0.2mol/L）中，待其完全溶解后，混合1mL醛基化透明质酸溶液和1mL聚天冬酰肼溶液，再向其中加入0.007g己二胺，最后放置于10℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为8min58.09s，弹性模量为6402Pa。
实施例7
称取0.0044g赖氨酸溶于50mL人工泪液（pH=7.4，浓度为0.05mol/L）中，得到赖氨酸的缓冲溶液。
称取0.01g醛基化透明质酸溶解在1mL人工泪液（pH=7.4，浓度为0.05mol/L）中，得到醛基化透明质酸的缓冲溶液。
称取0.01g聚天冬酰肼溶解在1mL上述赖氨酸的缓冲溶液中，置于20℃水浴锅中，反应30h后，与1mL醛基化透明质酸的缓冲溶液混合，仍置于20℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为19min7s，弹性模量为3837Pa。
实施例8
称取0.0294g赖氨酸溶于50mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.01mol/L）中，得到赖氨酸的缓冲溶液。
称取0.05g聚天冬酰肼溶解在1mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.01mol/L）中，得到聚天冬酰肼的缓冲溶液。
称取0.045g醛基化透明质酸溶解在0.9mL上述戊二胺的缓冲溶液中，置于30℃水浴锅中，反应10min后，与0.3mL聚天冬酰肼的缓冲溶液混合，仍置于30℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为23min8.35s，弹性模量为4675Pa。
实施例9
称取0.094g水合肼溶液（质量分数为80%）溶于50mL磷酸氢二钾-磷酸二氢钠缓冲溶液中（pH=5.0，浓度为0.05mol/L）中，得到水合肼的缓冲溶液。
称取0.08g醛基化透明质酸和0.08g聚天冬酰肼分别溶解在1mL上述赖氨酸的缓冲溶液中，待其完全溶解后，混合0.5mL醛基化透明质酸溶液和1mL聚天冬酰肼溶液，再放置于40℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为15.98s，弹性模量为8790Pa。
实施例10
称取0.1g醛基化透明质酸和0.1g聚天冬酰肼分别溶解在1mL柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液（pH=6.0，浓度为0.01mol/L）中，待其完全溶解后，混合0.3mL醛基化透明质酸溶液和0.9mL聚天冬酰肼溶液，再向其中加入0.0015g水合肼溶液（质量分数为80%），最后放置于50℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为10min38.09s，弹性模量为7132Pa。
实施例11
称取0.058g乙二醛溶液（质量分数为30%）溶于50mL模拟人工体液（pH=7.4，浓度为0.2mol/L）中，得到乙二醛的缓冲溶液。
称取0.01g醛基化透明质酸溶解在1mL模拟人工体液（pH=7.4，浓度为0.2mol/L）中，得到醛基化透明质酸的缓冲溶液。
称取0.005g聚天冬酰肼溶解在0.5mL上述乙二醛的缓冲溶液中，置于10℃水浴锅中，反应1h后，与1mL醛基化透明质酸的缓冲溶液混合，仍置于10℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为26min24.56s，弹性模量为3698Pa。
实施例12
称取0.0039g乙二醛溶液（质量分数为30%）溶于50mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.1mol/L）中，得到乙二醛的缓冲溶液。
称取0.05g聚天冬酰肼溶解在1mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.1mol/L）中，得到聚天冬酰肼的缓冲溶液。
称取0.05g醛基化透明质酸溶解在1mL上述乙二醛的缓冲溶液中，置于20℃水浴锅中，反应1h后，与1mL聚天冬酰肼的缓冲溶液混合，仍置于20℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为8min59.87s，弹性模量为4237Pa。
实施例13
称取0.05g戊二醛溶液（质量分数为50%）溶于50mL磷酸氢二钾-磷酸二氢钠缓冲溶液中（pH=5.0，浓度为0.1mol/L）中，得到戊二醛的缓冲溶液。
称取0.08g醛基化透明质酸和0.08g聚天冬酰肼分别溶解在1mL上述戊二醛的缓冲溶液中，待其完全溶解后，混合0.9mL醛基化透明质酸溶液和0.3mL聚天冬酰肼溶液，再放置于30℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为17min5.09s，弹性模量为6505Pa。
实施例14
称取0.1g醛基化透明质酸和0.1g聚天冬酰肼分别溶解在1mL柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液（pH=6.0，浓度为0.05mol/L）中，待其完全溶解后，混合0.5mL醛基化透明质酸溶液和1mL聚天冬酰肼溶液，再向其中加入0.0075g戊二醛溶液（质量分数为50%），最后放置于40℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为58.07s，弹性模量为7327Pa。
实施例15
称取0.0038g己二醛溶于50mLTris-盐酸缓冲液（pH=7.4，浓度为0.01mol/L）中，得到己二醛的缓冲溶液。
称取0.01g醛基化透明质酸溶解在1mLTris-盐酸缓冲液（pH=7.4，浓度为0.01mol/L）中，得到醛基化透明质酸的缓冲溶液。
称取0.009g聚天冬酰肼溶解在0.9mL上述乙二醛的缓冲溶液中，置于50℃水浴锅中，反应2h后，与0.3mL醛基化透明质酸的缓冲溶液混合，仍置于50℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为28min36.87s，弹性模量为3478Pa。
实施例16
称取0.0855g己二醛溶于50mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.2mol/L）中，得到己二醛的缓冲溶液。
称取0.05g聚天冬酰肼溶解在1mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.2mol/L）中，得到聚天冬酰肼的缓冲溶液。
称取0.05g醛基化透明质酸溶解在1mL上述乙二醛的缓冲溶液中，置于10℃水浴锅中，反应1min后，与0.5mL聚天冬酰肼的缓冲溶液混合，仍置于10℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为17min18.35s，弹性模量为6414Pa。
实施例17
称取0.0023g京尼平溶于50mL磷酸氢二钾-磷酸二氢钠缓冲溶液中（pH=5.0，浓度为0.2mol/L）中，得到京尼平的缓冲溶液。
称取0.08g醛基化透明质酸和0.08g聚天冬酰肼分别溶解在1mL上述京尼平的缓冲溶液中，待其完全溶解后，混合1mL醛基化透明质酸溶液和1mL聚天冬酰肼溶液，再放置于20℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为4min36.98s，弹性模量为5491Pa。
实施例18
称取0.0113g京尼平溶于50mL柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液（pH=6.0，浓度为0.2mol/L）中，得到京尼平的缓冲溶液。
称取0.1g醛基化透明质酸和0.1g聚天冬酰肼分别溶解在1mL上述京尼平的缓冲溶液中，待其完全溶解后，混合0.9mL醛基化透明质酸溶液和0.3mL聚天冬酰肼溶液，再放置于30℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为17min35.98s，弹性模量为5282Pa。
实施例19
称取0.06g邻苯二甲醛溶于50mLTris-盐酸缓冲液（pH=7.4，浓度为0.05mol/L）中，得到邻苯二甲醛的缓冲溶液。
称取0.01g醛基化透明质酸溶解在1mLTris-盐酸缓冲液（pH=7.4，浓度为0.05mol/L）中，得到醛基化透明质酸的缓冲溶液。
称取0.01g聚天冬酰肼溶解在1mL上述邻苯二甲醛的缓冲溶液中，置于40℃水浴锅中，反应5min后，与0.5mL醛基化透明质酸的缓冲溶液混合，仍置于40℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为18min37.83s，弹性模量为4450Pa。
实施例20
称取0.016g邻苯二甲醛溶于50mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.01mol/L）中，得到邻苯二甲醛的缓冲溶液。
称取0.05g聚天冬酰肼溶解在1mL磷酸二氢钾-氢氧化钠（pH=8.0，浓度为0.01mol/L）中，得到聚天冬酰肼的缓冲溶液。
称取0.015g醛基化透明质酸溶解在0.3mL上述乙二醛的缓冲溶液中，置于50℃水浴锅中，反应1min后，与0.9mL聚天冬酰肼的缓冲溶液混合，仍置于50℃水浴中恒温，静止制得水凝胶，凝胶化时间为20min4.35s，弹性模量为4156Pa。
实施例1-5中所用醛基化透明质酸的制备方法为：称取0.1g透明质酸（分子量为1,200KDa）溶于50mLpH为3.0的水溶液中，待透明质酸溶解完毕后加入0.5g双氧水，在20℃下搅拌反应12h，反应完后加入20mL乙二醇终止反应，再将混合物透析3天去除乙二醇等小分子物质，冷冻干燥得到具有双醛基团的透明质酸衍生物，产物醛基含量为33.28%，分子量为390KDa。
实施例6-15中所用醛基化透明质酸的制备方法为：称取0.2g透明质酸（分子量为1,200KDa）溶于50mLpH为5.0的水溶液中，待透明质酸溶解完毕后加入0.6g高锰酸钾，在30℃下搅拌反应4h，反应完后加入20mL乙二醇终止反应，再将混合物透析3天去除乙二醇等小分子物质，冷冻干燥得到具有双醛基团的透明质酸衍生物，产物醛基含量为51.56%，分子量为730KDa。
实施例16-20中所用醛基化透明质酸的制备方法为：称取0.1g透明质酸（分子量为1,200KDa）溶于50mLpH为4.0的水溶液中，待透明质酸溶解完毕后加入0.5g双氧水，在10℃下搅拌反应8h，反应完后加入20mL乙二醇终止反应，再将混合物透析3天去除乙二醇等小分子物质，冷冻干燥得到具有双醛基团的透明质酸衍生物，产物醛基含量为42.16%，分子量为270KDa。
实施例1-10中所用聚天冬酰肼的制备方法为：称取1g聚琥珀酰亚胺溶解于100mLN,N-二甲基甲酰胺中，加入1g己二胺，在20℃水浴下，搅拌反应12h，期间会有沉淀产生。反应结束后过滤收集沉淀物，将沉淀物再次溶解于100mL去离子水中，经过超滤去除未反应的小分子，冻干收集得到具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物。
实施例11-20中所用聚天冬酰肼的制备方法为：称取1g聚琥珀酰亚胺溶解于100mLN,N-二甲基甲酰胺中，加入1g水合肼，在40℃水浴下，搅拌反应8h，期间会有沉淀产生。反应结束后过滤收集沉淀物，将沉淀物再次溶解于100mL去离子水中，经过超滤去除未反应的小分子，冻干收集得到具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物。
Claims (2)
1.一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中先后或同时加入透明质酸衍生物，聚天冬氨酸衍生物和交联剂；所述交联剂为C2～8的二胺、水合肼、赖氨酸、C2～8的二醛、邻苯二甲醛或京尼平；凝胶化时间为3秒～30分钟；
交联剂的加入有如下几种方式之一：
(1)按交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L，将交联剂溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，得到交联剂的缓冲溶液，透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10％溶解在交联剂的缓冲溶液中，在4～50℃下，按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：(1～16)混合；
(2)透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10％溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，在透明质酸衍生物的缓冲溶液中加入交联剂，在4～50℃下，反应1分钟～48小时后，与聚天冬氨酸衍生物的缓冲溶液按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：(1～16)混合，混合溶液中交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L；
(3)透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10％溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，在聚天冬氨酸衍生物的缓冲溶液中加入交联剂，在4～50℃下，反应1分钟～48小时后，与透明质酸衍生物的缓冲溶液按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：(1～16)混合，混合溶液中交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L；
(4)透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物分别按照质量百分比为1～10％溶解在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中，在4～50℃下，按透明质酸衍生物和聚天冬氨酸衍生物的质量比为4：(1～16)混合后，滴加交联剂，混合溶液中交联剂的浓度为2×10-4～8×10-2mol/L；
所述透明质酸衍生物为具有双醛基团的透明质酸衍生物，所述聚天冬氨酸衍生物为具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物；
具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物的制备方法为：称取1g聚琥珀酰亚胺溶解于100mLN,N-二甲基甲酰胺中，加入1g己二胺，在20℃水浴下，搅拌反应12h，期间会有沉淀产生。反应结束后过滤收集沉淀物，将沉淀物再次溶解于100mL去离子水中，经过超滤去除未反应的小分子，冻干收集得到具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物；
或者具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物的制备方法为：称取1g聚琥珀酰亚胺溶解于100mLN,N-二甲基甲酰胺中，加入1g水合肼，在40℃水浴下，搅拌反应8h，期间会有沉淀产生。反应结束后过滤收集沉淀物，将沉淀物再次溶解于100mL去离子水中，经过超滤去除未反应的小分子，冻干收集得到具有双胺基团的聚天冬氨酸衍生物。
2.如权利要求1所述一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法，其特征在于所述缓冲液为柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液、巴比妥钠-盐酸缓冲液、Tris-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液、模拟人工体液或人工泪液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310539910.2A CN103554528B (zh) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | 一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310539910.2A CN103554528B (zh) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | 一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103554528A CN103554528A (zh) | 2014-02-05 |
| CN103554528B true CN103554528B (zh) | 2016-05-11 |
Family
ID=50008903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310539910.2A Expired - Fee Related CN103554528B (zh) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | 一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103554528B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106188649B (zh) * | 2016-07-04 | 2019-06-25 | 宁波国际材料基因工程研究院有限公司 | 一种药物缓释载体水凝胶及其制备方法 |
| CN107383397B (zh) * | 2017-07-26 | 2020-01-14 | 武汉理工大学 | 以氧化羟乙基纤维素为交联剂的透明质酸衍生物自交联水凝胶及其制备方法 |
| CN109381421A (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 杨新民 | 温感性可降解的弹性体、其制备方法及其用途 |
| CN109385283B (zh) * | 2018-09-28 | 2020-10-27 | 辽宁东北丰专用肥有限公司 | 一种聚天冬氨酸复合物及其制备方法和应用 |
| CN111253629B (zh) * | 2020-03-17 | 2021-06-15 | 江苏地韵医疗科技有限公司 | 一种凝胶、其成套原料及应用 |
| CN112675125A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-20 | 上海昊海生物科技股份有限公司 | 无毒交联玻璃酸钠凝胶关节腔注射剂及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PT2236523T (pt) * | 2009-03-30 | 2018-03-21 | Scivision Biotech Inc | Método para produzir ácido hialurónico reticulado |
| CN102911380B (zh) * | 2012-10-29 | 2015-03-18 | 北京爱美客生物科技有限公司 | 透明质酸与生物可降解高分子改性材料及制备方法 |
-
2013
- 2013-11-05 CN CN201310539910.2A patent/CN103554528B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103554528A (zh) | 2014-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103554528B (zh) | 一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法 | |
| CN105477678B (zh) | 一种新型生物医用粘合剂及其制备方法 | |
| CN105327388B (zh) | 一种医用粘合剂及其制备方法 | |
| CN101921481B (zh) | 透明质酸和聚天门冬氨酸原位交联型凝胶及其制备方法 | |
| Pourjavadi et al. | Injectable chitosan/κ-carrageenan hydrogel designed with au nanoparticles: A conductive scaffold for tissue engineering demands | |
| Zhu et al. | Research progress in bio-based self-healing materials | |
| Sun et al. | Covalently crosslinked hyaluronic acid‐chitosan hydrogel containing dexamethasone as an injectable scaffold for soft tissue engineering | |
| CN106397646B (zh) | 高强度超分子水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN106336474A (zh) | 基于丙烯酰基甘氨酰胺的高强度水凝胶作为热塑性聚合物的应用 | |
| CN104262648B (zh) | 一种以双醛聚乙二醇为交联剂的胶原基生物医用材料及其制备方法 | |
| CN103146002A (zh) | 可注射用聚谷氨酸化学交联水凝胶及其制备方法 | |
| CN106188584B (zh) | 一种透明质酸衍生物水凝胶及其制备方法 | |
| CN101824160A (zh) | 一种壳聚糖/聚乙烯醇/聚乳酸共混多孔膜的制备方法 | |
| CN103965491A (zh) | 一种丝素蛋白复合凝胶的制备方法 | |
| CN107118361B (zh) | 一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合凝胶及其制备方法 | |
| CN101602814A (zh) | 羧甲基可德胶物理水凝胶及其制备方法 | |
| CN103044693A (zh) | 一种细菌纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法 | |
| CN103007342B (zh) | 生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料及其制备方法 | |
| CN113105651A (zh) | 一种可喷涂水凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN101928355B (zh) | 一种氨基化海藻酸及其制备方法 | |
| CN104606680A (zh) | 一种负载药物的γ-聚谷氨酸水凝胶的制备方法 | |
| CN112587726A (zh) | 复合水凝胶支架及其制备方法和应用 | |
| Tang et al. | Mussel-inspired self-healing hydrogel based on gelatin and oxidized tannic acid for pH-responsive controlled drug release | |
| CN115010981B (zh) | 一种含氨基难溶高分子的固体制品、制备方法及其应用 | |
| CN116396498A (zh) | 一种交联聚谷氨酸凝胶及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160511 Termination date: 20181105 |