CN104004232A - 一种可生物降解壳聚糖基水凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶及其制备方法，该可生物降解壳聚糖基水凝胶由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰壳聚糖65％-100％、透明质酸0％-35％；它的制备方法按下述步骤实现：首先将N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与去离子水的质量比分别为1：80-100和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合1-5min，形成可生物降解壳聚糖基水凝胶；该制备方法简单，反应条件温和，且不添加任何交联剂，避免在临床使用过程中产生由交联剂而可能引发的毒副作用，所述可生物降解壳聚糖基水凝胶能够在较长的时间内保持稳定，有望用于药物载体、生物组织工程等领域，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种可生物降解壳聚糖基水凝胶及其制备方法，可应用于药物控制释放领域及组织工程领域。
背景技术
水凝胶是具有大量亲水基团的交叉的高分子网络结构。这些网络结构具有很强的亲水性，但由于高分子链间形成的化学键或物理键，使得这些网络结构不会被水溶解。但水对这些网络结构的渗透使它们膨胀，从而形成水凝胶。完全吸水膨胀的水凝胶具有和活性组织相同的物理性质，如柔软、有弹性、与水或生物工程液之间的界面张力低等。完全膨胀的水凝胶在植入体内后会由于其良好的弹性而使其对周围组织的刺激性降到最低。水凝胶表面与体液之间的低表面张力最大程度降低了蛋白吸收和细胞粘连的风险，从而减少了消积免疫反应的可能性。
水凝胶的尺寸可在纳米级到厘米级的范围变化，而且它们很容易改变形状，可适于在不同的空间形状范围内应用。此外，由于水凝胶的成份和机械性能与生物细胞外基质很相似，因此在组织再生中可用作细胞的支撑材料，或作为药物的有效载体。
为了避免水凝胶在使用过程中对机体产生毒副作用，制备水凝胶的基材的选择就至关重要。应选择生物相容性好的高分子材料做基材，以最大程度降低机体的免疫应答。同时还要避免在水凝胶的制备过程中添加对机体刺激性较强的物质。中国专利[200810059134.5]尽管以生物相容性好的壳聚糖为基材制备了壳聚糖水凝胶，但在制备过程中加入了氢氧化钾、氢氧化钠等强碱性成分及尿素这种强刺激性物质，在使用过程中势必对机体产生较强的刺激性和毒副作用。中国专利[201210119614.2]在制备抗菌敷料用壳聚糖水凝胶的过程中，使用了对机体敏感的多元胺及缩二胍盐酸盐等成分，同时还使用了引发剂过硫酸铵及交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺，这些成分都可能使机体产生较强烈的免疫应答。
发明内容
本发明以解决上述问题为目的，提供一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是由N-琥珀酰壳聚糖与透明质酸组成。本发明的制备方法简单，反应条件温和，且不添加任何交联剂，避免在临床使用过程中产生由交联剂而可能引发的毒副作用。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰壳聚糖65％-100％、透明质酸0％-35％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
先将N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖与去离子水及透明质酸与去离子水的质量比分别为1：80-100和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合1-5min后，形成可生物降解壳聚糖基水凝胶；
所述N-琥珀酰壳聚糖的N-琥珀酰化度为15-30％，它的分子量在10000以下；
所述透明质酸的分子量为100,000-180,000。
本发明的有益效果是：
本发明的制备方法简单，反应条件温和，且不添加任何交联剂，避免了在临床使用过程中产生由交联剂而可能引发的毒副作用；所述制取的可生物降解壳聚糖基水凝胶能够在较长的时间内保持稳定，有望用于药物载体、生物组织工程等领域。
壳聚糖是一个线性多糖，由β-(1,4)苷-D-氨基葡萄糖和N-乙酰基-D-氨基葡萄糖随机组合而成。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰基而成，甲壳素存在于甲壳纲动物的外骨骼中，是世界上除纤维素外的第二大天然生物高分子资源。从虾、蟹的壳中都很容易提取出甲壳素。壳聚糖中的氨基在酸性条件下可被质子化。
壳聚糖不同于其它多糖，其分子结构中存在氨基，可被质子化，能形成聚电解质络合物。壳聚糖无毒、稳定、可生物降解、杀菌，在生物医学和生物技术领域有广泛的应用，但是壳聚糖在水中的溶解性较差，将壳聚糖进行N-琥珀酰化后，其亲水性得到明显改善。
透明质酸是一种酸性粘多糖，在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用，是目前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子。
本发明以N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸为基质制备水凝胶。能够在较长的时间内保持稳定。透明质酸的酸性能够进一步增强N-琥珀酰壳聚糖在水中的溶解性。同时透明质酸的保水作用也使水凝胶能够在较长的时间内保持稳定，非常有利于用作药物控制释放的载体材料。且本发明制备方法简单，反应条件温和。
具体实施方式
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰壳聚糖65％-100％、透明质酸0％-35％；
所述N-琥珀酰壳聚糖的N-琥珀酰化度为15-30％，分子量在10000以下，所述透明质酸的分子量在100000-180000之间。
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
先将N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖与去离子水、透明质酸与去离子水的质量比分别为1：80-100和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合1-5min后，就可形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
实施例1
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为15％的N-琥珀酰壳聚糖70％、透明质酸30％。
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与去离子水的质量比分别为1：100和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合，60s后形成水凝胶。
实施例2
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为20％的N-琥珀酰壳聚糖70％、透明质酸30％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与水的质量比分别为1：90和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合,90s后形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
实施例3
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为20％的N-琥珀酰壳聚糖80％、透明质酸20％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与水的质量比分别为1：90和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合，2min后形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
实施例4
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为25％的N-琥珀酰壳聚糖80％、透明质酸20％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与水的质量比分别为1：80和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合2.5min后，形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
实施例5
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为25％的N-琥珀酰壳聚糖85％、透明质酸15％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与水的质量比分别为1：80和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合，3min后形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
实施例6
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为30％的N-琥珀酰壳聚糖90％、透明质酸10％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与水的质量比分别为1：90和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合，4min后形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
实施例7
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为20％的N-琥珀酰壳聚糖65％、透明质酸35％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与水的质量比分别为1：90和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合，60s后形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
实施例8
一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，它是按下述重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为20％的N-琥珀酰壳聚糖100％、透明质酸0％；
该可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法按下述步骤实现：
按重量百分比配比称取上述可生物降解壳聚糖基水凝胶的各个成分，分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与水的质量比分别为1：90和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合，5min后形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
上述实施例1-8中所述的N-琥珀酰壳聚糖的N-琥珀酰化度为15-30％，分子量在10000以下。
所述透明质酸的分子量在100000-180000之间。
采用本实施例的方法制得的可生物降解壳聚糖基水凝胶光滑细腻，柔软，富有弹性。
Claims (10)
1.一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰壳聚糖65％-100％、透明质酸0％-35％。
2.如权利要求1所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为15％的N-琥珀酰壳聚糖70％、透明质酸30％。
3.如权利要求1所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为20％的N-琥珀酰壳聚糖70-80％、透明质酸20-30％。
4.如权利要求1所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为25％的N-琥珀酰壳聚糖80％、透明质酸20％。
5.如权利要求1所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为25％的N-琥珀酰壳聚糖85％、透明质酸15％。
6.如权利要求1所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为30％的N-琥珀酰壳聚糖90％、透明质酸10％。
7.如权利要求1所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为 20％的N-琥珀酰壳聚糖65％、透明质酸35％。
8.如权利要求1所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：它是由下述成分按重量百分比混合而成：N-琥珀酰化度为20％的N-琥珀酰壳聚糖100％、透明质酸0％。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶，其特征在于：所述N-琥珀酰壳聚糖的N-琥珀酰化度为15-30％，分子量在10000以下，所述透明质酸的分子量为100,000-180,000。
10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一种可生物降解壳聚糖基水凝胶的制备方法，其特征在于通过下述步骤实现：先将N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸分别溶于去离子水中，其中N-琥珀酰壳聚糖和透明质酸与去离子水的质量比分别为1：80-100和0.5：100，在室温条件及充分搅拌下，将两者混合1-5min后，形成可生物降解壳聚糖基水凝胶。
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