CN104072709A - 一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法 - Google Patents

一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法。该方法是将透明质酸于室温下溶解在水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，用乙醇沉淀即得到可光聚合的透明质酸衍生物。将透明质酸衍生物溶解在在磷酸盐缓冲溶液中，再加入水溶性光引发剂和抗菌药物，在紫外光照射下得到载有药物的透明质酸水凝胶。该方法实现了透明质酸的改性以及可以反应光聚合，成本低，反应过程可控性强，设备简单，反应过程易于操作，产品可实现产业化。

Description

一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法
技术领域
本发明属于天然高分子生物医用材料领域，涉及一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法。
背景技术
透明质酸又名玻璃酸，D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺之间由β-1，3-配糖键相连接组成的链状聚合物，其分子式为：(C14H20NNaO11)n，分子量分布范围从数万至数百万不等。透明质酸广泛存在于动物和人体组织和细胞外基质中，具有优异的粘弹性、可塑性、渗透性、良好的生物相容性和生物降解性。
创面愈合是一个极其复杂的修复过程，受多种因素的调控，其进展缓慢，随着愈合基础研究的逐步深入，细胞外基质在创作修复过程中的作用日趋受到重视。透明质酸钠作为细胞外基质的重要组成成分，通过调节细胞与基质之间的相互作用，促进创伤愈合，抑制胶原过度沉积所造成的瘢痕异常增生。透明质酸钠是构成细胞外基质、细胞间质和细胞周围基质的主要成分，对维持细胞的生理功能具有重要作用。透明质酸还有伤口处保湿的功能，组织水化状态能非常明显地改善表皮愈合的过程。上皮细胞只会面向迁移至能允许细胞生存的水化状态的区域。在缓慢干燥的伤口中上皮化过程会被终止，维持组织的水化状态实际上能加倍促进上皮化过程。
水凝胶是一种理想的创伤敷料，具有优异的成膜性、吸湿性、粘结性。目前透明质酸水凝胶已经有了大量的研究，中国专利CN101264348A提供一种使用三偏磷酸钠在碱性条件下将透明质酸和I型胶原进行化学交联制备水凝胶的方法，这种制备方法反应周期长，在实际生产过程中增加了成本。中国专利CN1944195A提供了一种通过辐射制备水凝胶的方法，是使用γ-射线辐射交联透明质酸，这种方法交联度高、吸水率大，但这种方法投资大，对生产操作人员身体存在一定危害，限制了其发展。
发明内容
本发明目的在于针对制备透明质酸水凝胶现有技术中交联速度慢、成本高、工艺复杂等缺点，提供一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法。通过对透明质酸进行改性，使其具有光聚合活性。该方法制备反应时间短、成本低、工艺简单。
本发明所提供的一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法具体实施步骤如下：
(1)将(重均分子量为8000～1000000g·mol-1)透明质酸于室温下溶解在水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
(2)将步骤一所得到的GMA-HA溶于磷酸盐缓冲液中，再添加一定量水溶性光引发剂，引发剂的，磁力搅拌；在混合溶液中加入抗菌药物三氯生，0.01％对羟基苯甲酸甲酯作为防腐剂、超声混合5～10min、静置、脱泡；
(3)将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，分别在不同光强、不同时间下进行光照，即得到载有药物透明质酸水凝胶。
上述步骤(1)中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的滴加量为透明质酸摩尔数1～1.5倍；
上述步骤(2)中GMA-HA在磷酸盐缓冲液中浓度为0.5％～2％；
上述步骤(2)中使用的紫外光引发剂为2959，其用量为GMA-HA质量的1％～5％；
上述步骤(3)中紫外灯光强为30mW/cm2和50mW/cm2，对应的光照时间分别为20s～20min；
本发明制备的可光聚合透明质酸衍生物的具有以下反应方程式为：
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过在透明质酸分子链引入不饱合基团，得到可紫外光聚合的透明质酸衍生物，成功实现在紫外光照下制备透明质酸水凝胶；实验从始至终都没有引入有毒物质，不会影响透明质酸水凝胶在人体上使用；反应过程可控性强，实验设备简单，交联时间短，产品可实现产业化。
具体实施方式
实施例一
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在200g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将1.41g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取1g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.1g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强30mW/cm2、光照1min，即得到载有药物透明质酸水凝胶
实施例二
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在200g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将2.10g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取1g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.1g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强30mW/cm2、光照1min，即得到载有药物透明质酸水凝胶。
实施例三
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在200g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将1.41g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取0.5g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.1g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强30mW/cm2、光照1min，即得到载有药物透明质酸水凝胶。
实施例四
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在200g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将1.41g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取2g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.1g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强30mW/cm2、光照1min，即得到载有药物透明质酸水凝胶。
实施例五
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在200g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将1.41g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取1g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.05g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强30mW/cm2、光照1min，即得到载有药物透明质酸水凝胶。
实施例六
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在200g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将1.41g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取1g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.5g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强30mW/cm2、光照1min，即得到载有药物透明质酸水凝胶。
实施例七
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在200g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将1.41g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取1g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.1g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强50mW/cm2、光照1min，即得到载有药物透明质酸水凝胶。
实施例八
1.将4.0g透明质酸于室温下溶解在100g水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将1.41g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，反应磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物，过滤，再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA；
2.将步骤一中所得到的GMA-HA称取1g溶于100g磷酸盐缓冲液中，再添加0.02g水溶性光引发剂2959，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.1g的三氯生，0.01g对羟基苯甲酸甲酯、超声混合5～10min，静置、脱泡；
3.将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，在光强50mW/cm2、光照5min，即得到载有药物透明质酸水凝胶。

Claims (6)

1.一种可光聚合医用透明质酸衍生物水凝胶的制备方法具体实施步骤如下： 
(1)将(重均分子量为8000～1000000g.mol-1)透明质酸于室温下溶解在水中搅拌4h，用HCl调节其pH至3.5；将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)缓慢滴加到反应体系中，反应温度T为60℃，磁力搅拌12h，反应结束之后用一定量的乙醇沉淀反应产物、过滤、再用乙醇洗涤产物几次以去除未反应的物质，即得到GMA-HA； 
(2)将步骤一所得到的GMA-HA溶于磷酸盐缓冲液中，再添加一定量水溶性光引发剂，引发剂的，磁力搅拌；在混合溶液中加入0.5～5mg/ml的抗菌药物三氯生，0.01％对羟基苯甲酸甲酯作为防腐剂、超声混合5～10min，静置、脱泡； 
(3)将步骤二中得到的混合溶液至于紫外固化箱中，分别在不同光强、不同时间下进行光照，即得到载有药物透明质酸水凝胶。 
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的滴加量为透明质酸摩尔数1～1.5倍。 
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中GMA-HA在磷酸盐缓冲液中浓度为0.5％～2％。 
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中使用的紫外光引发剂为2959，其用量为GMA-HA质量的1％～5％。 
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中紫外灯光强为30mW/cm2～50mW/cm2，对应的光照时间分别为30s～20min。 
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的可光聚合透明质酸衍生物的具有以下反应方程式： 
。
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