CN104910392A - 一种双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法 - Google Patents
一种双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104910392A CN104910392A CN201510305916.2A CN201510305916A CN104910392A CN 104910392 A CN104910392 A CN 104910392A CN 201510305916 A CN201510305916 A CN 201510305916A CN 104910392 A CN104910392 A CN 104910392A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acryloyl
- hyaluronic acid
- amino acid
- solution
- acid
- 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.)
- Granted
Links
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 title claims abstract description 133
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 title claims abstract description 133
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 title claims abstract description 133
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 130
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 96
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 60
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 45
- LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N L-cystine Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CSSC[C@H]([NH3+])C([O-])=O LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N 0.000 claims description 41
- 239000004158 L-cystine Substances 0.000 claims description 41
- 229960003067 cystine Drugs 0.000 claims description 41
- JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 4-oxopentanoic acid Chemical compound CC(=O)CCC(O)=O JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 235000019393 L-cystine Nutrition 0.000 claims description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 38
- YZDWFQPPSSVWAG-YUMQZZPRSA-N (2r)-3-[[(2r)-2-carboxy-2-(prop-2-enoylamino)ethyl]disulfanyl]-2-(prop-2-enoylamino)propanoic acid Chemical compound C=CC(=O)N[C@H](C(=O)O)CSSC[C@H](NC(=O)C=C)C(O)=O YZDWFQPPSSVWAG-YUMQZZPRSA-N 0.000 claims description 34
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 33
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 31
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- HFBMWMNUJJDEQZ-UHFFFAOYSA-N acryloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C=C HFBMWMNUJJDEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 22
- 229940040102 levulinic acid Drugs 0.000 claims description 20
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 15
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229960003104 ornithine Drugs 0.000 claims description 12
- 150000007649 L alpha amino acids Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 11
- FLCFWDYHAQRFNI-MLWJPKLSSA-N (2s)-2,6-diamino-7-oxonon-8-enoic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCCC(N)C(=O)C=C FLCFWDYHAQRFNI-MLWJPKLSSA-N 0.000 claims description 10
- GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone Chemical group CC(C)(O)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 9
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UILJLCFPJOIGLP-BYPYZUCNSA-N (2s)-2-(prop-2-enoylamino)butanedioic acid Chemical compound OC(=O)C[C@@H](C(O)=O)NC(=O)C=C UILJLCFPJOIGLP-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 7
- VLEHUIOENHDIKW-YFKPBYRVSA-N (2s)-2-(prop-2-enoylamino)pentanedioic acid Chemical compound OC(=O)CC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)C=C VLEHUIOENHDIKW-YFKPBYRVSA-N 0.000 claims description 7
- PPRBGMXQDAMDAB-BYPYZUCNSA-N (2s)-2-(prop-2-enoylamino)propanoic acid Chemical compound OC(=O)[C@H](C)NC(=O)C=C PPRBGMXQDAMDAB-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 7
- UHWCAAMSQLMQKV-ZETCQYMHSA-N (2s)-3-methyl-2-(prop-2-enoylamino)butanoic acid Chemical compound CC(C)[C@@H](C(O)=O)NC(=O)C=C UHWCAAMSQLMQKV-ZETCQYMHSA-N 0.000 claims description 7
- XFHQGYBXSCRMNT-JTQLQIEISA-N (2s)-3-phenyl-2-(prop-2-enoylamino)propanoic acid Chemical compound C=CC(=O)N[C@H](C(=O)O)CC1=CC=CC=C1 XFHQGYBXSCRMNT-JTQLQIEISA-N 0.000 claims description 7
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 claims description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Chemical compound CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 claims description 2
- KSWLTWDBKKOLQA-UHFFFAOYSA-N 2-(1-hydroxycyclohexyl)-1-phenylpropan-1-one Chemical compound C1CCCCC1(O)C(C)C(=O)C1=CC=CC=C1 KSWLTWDBKKOLQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 abstract description 5
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 abstract description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 abstract description 2
- -1 poly(ethylene glycol) Polymers 0.000 description 28
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 8
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 7
- AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N L-Ornithine Chemical compound NCCC[C@H](N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 6
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 6
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 6
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical class [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 4
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 4
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- YSVQGHIOJPVICX-UHFFFAOYSA-N 1-(1-hydroxycyclohexyl)-1-phenylpropan-2-one Chemical compound C1CCCCC1(O)C(C(=O)C)C1=CC=CC=C1 YSVQGHIOJPVICX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CUHIMIIGGWXMJF-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-hydrazinyl-4-oxobutyl)disulfanyl]butanehydrazide Chemical compound NNC(=O)CCCSSCCCC(=O)NN CUHIMIIGGWXMJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005725 8-Hydroxyquinoline Substances 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N D-alpha-Ala Natural products CC([NH3+])C([O-])=O QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N L-Alanine Natural products C[C@@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 description 3
- 235000019766 L-Lysine Nutrition 0.000 description 3
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N Orn-delta-NH2 Natural products NCCCC(N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 150000001263 acyl chlorides Chemical class 0.000 description 3
- 229960003767 alanine Drugs 0.000 description 3
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 description 3
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 3
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 description 3
- 229960003540 oxyquinoline Drugs 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- DXGIRFAFSFKYCF-UHFFFAOYSA-N propanehydrazide Chemical compound CCC(=O)NN DXGIRFAFSFKYCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical compound C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960004295 valine Drugs 0.000 description 3
- IFZHGQSUNAKKSN-UHFFFAOYSA-N 1,1-diethylhydrazine Chemical compound CCN(N)CC IFZHGQSUNAKKSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QNQQHYKXGCFOHF-UHFFFAOYSA-N 1-cyclohexyl-1-phenylpropan-2-one Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C(=O)C)C1CCCCC1 QNQQHYKXGCFOHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JRFXQKZEGILCCO-UHFFFAOYSA-N 5,5-dimethyl-1,3-dioxan-2-one Chemical compound CC1(C)COC(=O)OC1 JRFXQKZEGILCCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- OFLXLNCGODUUOT-UHFFFAOYSA-N acetohydrazide Chemical compound C\C(O)=N\N OFLXLNCGODUUOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- ZTVZLYBCZNMWCF-UHFFFAOYSA-N homocystine Chemical group [O-]C(=O)C([NH3+])CCSSCCC([NH3+])C([O-])=O ZTVZLYBCZNMWCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine Substances NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SDNJNDFHCODQDQ-UHFFFAOYSA-N n-(2-ethylphenyl)-2-[[2-[(2-ethylphenyl)carbamoyl]phenyl]disulfanyl]benzamide Chemical group CCC1=CC=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC=C1SSC1=CC=CC=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1CC SDNJNDFHCODQDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960005190 phenylalanine Drugs 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- YACHFTBPTCCVPY-UHFFFAOYSA-N 1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methylpropan-1-one Chemical compound CC(C)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 YACHFTBPTCCVPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 2-oxoglutaric acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)C(O)=O KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KVFQMAZOBTXCAZ-UHFFFAOYSA-N 3,4-Hexanedione Chemical group CCC(=O)C(=O)CC KVFQMAZOBTXCAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101800000112 Acidic peptide Proteins 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 description 1
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 description 1
- 229920002148 Gellan gum Polymers 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 102000003996 Interferon-beta Human genes 0.000 description 1
- 108090000467 Interferon-beta Proteins 0.000 description 1
- 108010039918 Polylysine Proteins 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000227 bioadhesive Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000022159 cartilage development Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229940045110 chitosan Drugs 0.000 description 1
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- WZBDSOAHCBEOTD-WCCKRBBISA-N copper;(2s)-2,5-diaminopentanoic acid Chemical compound [Cu].NCCC[C@H](N)C(O)=O WZBDSOAHCBEOTD-WCCKRBBISA-N 0.000 description 1
- IEHVIQTVRBTLJQ-JEDNCBNOSA-N copper;(2s)-2,6-diaminohexanoic acid Chemical compound [Cu].NCCCC[C@H](N)C(O)=O IEHVIQTVRBTLJQ-JEDNCBNOSA-N 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 235000010492 gellan gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000216 gellan gum Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001388 interferon-beta Drugs 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 210000004409 osteocyte Anatomy 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000729 poly(L-lysine) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001308 poly(aminoacid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000656 polylysine Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法，以酰肼化透明质酸和N-丙烯酰基-L-α-氨基酸为主要原料，与交联剂混合均匀后实施紫外光辐照，同时实现腙键交联和光化学交联，形成交联网链中含二硫键的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶。该水凝胶中二硫键可响应还原性物质而断裂，实现水凝胶的快速解离。该方法具有原料易得、反应条件温和、工艺简单快速等优点，制备的水凝胶具有强度、降解速度、微观孔结构、荷电状态可调等特点，生物相容性和细胞粘附性良好，在组织工程、三维细胞培养、体外肿瘤模型等方面具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法。
背景技术
随着三维细胞培养技术的快速发展，水凝胶越来越受重视，因为其不仅具有与活体组织类似的多孔弹性水合网络，还利于氧、营养物质和代谢废物在其中的传输，可为细胞粘附、增殖和分化提供理想的三维微环境。水凝胶已广泛用于生物医学研究领域，如药物或蛋白递送、细胞递送、生物粘合剂、组织工程、体外细胞三维培养等。其中，由天然高分子制备的水凝胶，如藻酸盐、透明质酸、壳聚糖、胶原、丝素蛋白等，具有良好的生物相容性、生物可降解性、细胞粘附性等性质。制备水凝胶的交联方法主要包括物理交联和化学交联两种。物理交联方法通常工艺简单，但形成水凝胶强度不够高，而化学交联方法如光交联、碳二亚胺法交联、点击化学交联等可赋予凝胶高的力学性能。然而，单一化学交联方法制备的水凝胶无法满足较高应力环境下应用的要求，如骨或软骨组织等。为提高水凝胶的力学性能，新的技术手段不断出现，如双交联网络结构水凝胶、互穿网络水凝胶、纳米复合凝胶和拓扑水凝胶等。
双交联网络水凝胶由两种三维聚合物网络构成，可克服彼此缺点，具有良好的综合性能，尤其是拥有较高的力学强度，近年受到越来越多的关注。如利用聚丙烯酸改性聚乙二醇形成互穿网络结构水凝胶，可使聚乙二醇水凝胶模量提高3.2倍[Waters DJ,et al.Structure andmechanism of strength enhancement in interpenetrating polymer network hydrogels.Macromolecules,2011,44:5776-5787]；由聚甲基丙烯酰化古兰糖胶和聚甲基丙烯酰胺化明胶制成的双网络水凝胶不仅具有高达6.9MPa的断裂应力，还可有效支持NIH-3T3纤维原细胞的生长[Shin H,et al.The mechanical properties and cytotoxicity of cell-laden double-networkhydrogels based on photocrosslinkable gelatin and gellan gum biomacromolecules.Biomaterials,2012,33:3143-3152]；再如，以中性寡聚(2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯)-聚(乙二醇)-寡聚(2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯)-二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯化透明质酸为原料，经两步光化学交联法制备的双网络水凝胶最大压缩应力高达8.38MPa，可有效支持猪软骨细胞生长[Fan CJ,et al.Atough double network hydrogel for cartilage tissue engineering.Journal of Materials Chemistry B,2013,1:4251-4258]。尽管这些水凝胶具有较高的力学性能和良好的生物相容性，但是它们无法满足细胞三维培养结束时需要细胞/基质快速分离的应用环境。因此，开发能响应刺激信号实现快速解离并具有良好力学性能和生物相容性的水凝胶，具有重要的研究价值。
聚氨基酸(或称为多肽)是一类具有良好生物相容性、酶特异性降解性和功能性的新型材料，其含有的功能性基团如-NH2、-COOH赋予其独特的生物学性能，如碱性聚赖氨酸荷正电对蛋白质、DNA和细胞膜就有很强的亲和性、可刺激免疫球蛋白和干扰素β的合成、抑制肿瘤生长[Kuo YC,et al.Chondrogenesis in scaffolds with surface modification of elastin andpoly-L-lysine.Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2012,93:85-91]；酸性聚氨基酸能诱导仿生矿化和骨细胞分化[Amosi N,et al.Acidic peptide hydrogel scaffolds enhance calcium phosphatemineral turnover into bone tissue.Acta Biomaterialia,2012,8:2466-2475]。另一方面，由L-α-氨基酸丙烯酰化衍生物经自由基聚合形成的聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)，同样具有聚氨基酸的诸多性质，在生物医学领域具有良好的应用前景，然而这类材料应用于生物医学领域的研究尚处于婴儿期，在组织工程等领域的应用极少。这类聚合物形成的水凝胶脆性和模量均较大，单独使用有一定限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法。该方法制得的复合水凝胶的交联网链中含有二硫键，具有快速的还原解离性质；且该复合水凝胶的荷电状态、模量、降解性能、微孔结构等性质可灵活调控，在组织工程、三维细胞培养、体外肿瘤模型等生物医学领域应用前景广阔。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
配制质量百分浓度为1％～4％的酰肼化透明质酸溶液，并将其pH值调至4～6.5；将N-丙烯酰基-L-α-氨基酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂和多端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中配成混合物溶液；按体积比为1：(0.5～2)将混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，混合均匀后置于模具中进行紫外光辐照，即得到双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶；其中混合物溶液中N-丙烯酰基-L-α-氨基酸的质量百分浓度为10％～30％，N-丙烯酰基-L-α-氨基酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和水溶性光引发剂的摩尔比为100：(2.5～15)：(0.1～0.8)，酰肼化透明质酸中的酰肼基团和多端羰基聚乙二醇中的端羰基团的摩尔比为1：(0.2～1)。
所述的酰肼化透明质酸是由分子量为20万～500万的透明质酸经碳二亚胺法接枝2,2'-二硫代二乙酰肼、3,3'-二硫代二丙酰肼或4,4'-二硫代二丁酰肼形成的，取代度为10％～50％。
所述的酰肼化透明质酸的合成方法如下：
将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和含二硫键的二酰肼溶于蒸馏水中配成混合溶液，混合溶液中透明质酸的质量百分浓度为0.2～2％，且透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、含二硫键的二酰肼的摩尔比为100：(12～55)：(15～60)：(96～660)；将混合溶液的pH值调至4.5～5.5，室温下搅拌反应24～48小时，反应结束后，反应体系依次经透析和冷冻干燥，得到酰肼化透明质酸。
所述的N-丙烯酰基-L-α-氨基酸为N-丙烯酰基-L-谷氨酸、N-丙烯酰基-L-天冬氨酸、Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸、Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸、N-丙烯酰基-L-丙氨酸、N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸或N-丙烯酰基-L-缬氨酸。
所述的N-丙烯酰基-L-α-氨基酸的合成方法如下：
将L-α-氨基酸(其中L-赖氨酸和L-鸟氨酸为其铜络合物形式)溶于水中形成质量百分浓度为5％～20％的L-α-氨基酸水溶液，将其置于冰水浴中搅拌冷却，然后在0.5～2小时内滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中维持体系pH在8～9.5之间，其中滴加的氯仿溶液的体积为L-α-氨基酸水溶液体积的10％～25％，丙烯酰氯与L-α-氨基酸的摩尔比为(1.2～2)：1；滴加完毕后在室温下继续搅拌反应4小时，随后向反应体系中加入8～12倍体积的沉淀剂(采用铜络合物时需先用L-α-氨基酸摩尔数1.5倍的8-羟基喹啉除铜)，沉淀剂为乙醇、甲醇、丙酮或四氢呋喃，然后收集沉淀物并真空干燥，得到N-丙烯酰基-L-α-氨基酸。
所述的N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的合成方法如下：
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.05g/mL～0.5g/mL的L-胱氨酸溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1；然后对L-胱氨酸溶液进行冰浴冷却，再向其中滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，其中丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为(2.1～2.3)：1，滴加过程中维持体系pH＝8.0，滴加完成后将温度升至室温并维持1～4小时，再在零下20℃进行冷冻干燥；将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，得到质量百分浓度为5％～20％的溶液，然后用6～12倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
所述的多端羰基聚乙二醇的分子量为400～8000Da，其合成方法如下：
将多端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入催化剂对甲苯磺酸，回流反应4～8小时，然后负压去除2/3～3/4体积的甲苯，再用沉淀剂对反应体系进行沉淀，将得到的沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到多端羰基聚乙二醇；其中多端羟基聚乙二醇为2、3、4、6或8端羟基聚乙二醇，多端羟基聚乙二醇上的羟基与乙酰丙酸的摩尔比为1：(1.5～8)，催化剂的质量为多端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸总质量的0.5％～2％，沉淀剂为乙醚、甲醇、正己烷、乙醚与正己烷的混合物或甲醇与正己烷的混合物。
所述的水溶性光引发剂为2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-氧化戊二酸或1-羟基环己基苯基丙酮。
所述的紫外光辐照时间为0.5～10min，紫外光辐照时的中心波长为365nm、光能量密度为1200mJ/cm2～1500mJ/cm2、照射距离为5cm～20cm。
制得的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶为多孔结构，其孔径为100μm～300μm，压缩模量为77.3～78.3kPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，以酰肼化透明质酸和N-丙烯酰基-L-α-氨基酸为主要原料，与交联剂多羰基聚乙二醇、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和水溶性光引发剂混合均匀后实施紫外光辐照，同时发生腙键交联和光化学交联，形成交联网链中含有二硫键的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶。该方法具有原料易得、反应条件温和(室温进行)、反应时间短(数分钟内完成)、工艺简单(一步完成)等优点。并且通过改变原料的配比来改变该复合水凝胶的化学成分和交联度，可灵活调控该复合水凝胶的模量、强度、荷电状态、降解性能、降解速度和微观孔结构等性能，可在层次上研究水凝胶对细胞生长行为的影响。
本发明制得的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的化学成分为聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)和透明质酸，具有优异的生物相容性，与细胞的粘附性良好；其双交联网络结构赋予其良好的力学性质，压缩模量为77.8±0.5kPa。并且该复合水凝胶的交联网链中的二硫键具有快速的还原解离性质，可响应生物还原性物质而断裂，实现水凝胶的快速解离，由水凝胶转变为溶液；另外其含有的腙键具有pH敏感性，可加快水凝胶降解/解离速度。本发明制得的复合水凝胶既可用于体外培养细胞，也可实现体内注射应用，在细胞递送、组织工程、三维细胞培养、体外肿瘤模型建立等生物医学领域方面，尤其是完成细胞培养后需要细胞-水凝胶有效分离、探讨力学信号和荷电状态影响细胞生长行为方面，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的双网络聚(Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸)/透明质酸复合水凝胶的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，但对本发明并不限于此。
实施例1
1)酰肼化透明质酸的制备
利用碳二亚胺法将2,2'-二硫代二乙酰肼接枝于分子量为100万的透明质酸上，得到取代度为40％的酰肼化透明质酸。具体如下：将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺、2,2'-二硫代二乙酰肼溶于蒸馏水中，制备浓度为1％的透明质酸溶液，用1mol/L盐酸将体系pH值调至5，室温搅拌反应48小时，反应结束后，反应体系用去离子水透析2天(透析袋截留分子量为3500Da，以下同)再在零下20℃进行冷冻干燥72小时，得到酰肼化透明质酸。其中，透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、2,2'-二硫代二乙酰肼的摩尔比为100：40：50：400。
2)Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸的制备
将L-赖氨酸铜络合物溶于水中形成质量百分浓度为10％的溶液，置于冰水浴中搅拌1小时；接着，在1小时内滴加含1.2倍于L-赖氨酸摩尔数量的丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持体系pH在8.5，其中氯仿溶液体积为L-赖氨酸水溶液体积的20％；滴加完毕后恢复至室温继续搅拌4小时，随后向反应体系中加入L-赖氨酸摩尔数1.5倍的8-羟基喹啉除去铜，过滤后水相在其10倍体积的丙酮中沉淀，收集沉淀物、真空干燥后，得到Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸。
3)N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的制备
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.05g/mL的溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1。将L-胱氨酸溶液在冰浴下冷却1小时后滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为2.1：1，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持pH＝8.0，滴加完成后常温维持反应3小时，接着将反应体系在零下20℃进行冷冻干燥。将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，获得质量百分浓度为5％的溶液，用10倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
4)双端羰基聚乙二醇的制备
将分子量为2000Da的双端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入反应物质量百分比1％的催化剂对甲苯磺酸，回流反应6小时，利用负压去除2/3体积的甲苯后，滴加入乙醚中进行沉淀，最后将沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到双端羰基聚乙二醇。其中，双端羟基聚乙二醇上羟基和乙酰丙酸的摩尔比为1：4。
5)双网络聚(Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸)/透明质酸复合水凝胶的制备
将酰肼化透明质酸溶于蒸馏水中制得质量百分浓度为3％的溶液，利用浓度为1mol/L的盐酸将溶液pH值调至5；将Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和双端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到混合物溶液；然后，将该混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，二者体积比1：0.5，混合均匀后置于模具中，实施紫外光照射5分钟，所用紫外光中心波长为365nm、光能量密度为1200mJ/cm2、照射距离为15cm，得到双网络聚(Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸)/透明质酸复合水凝胶。其中，Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸的质量百分浓度为15％，Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的摩尔比为100：10：0.5，酰肼化透明质酸中酰肼基团和双端羰基聚乙二醇中端羰基团的摩尔比为1：1。
实施例1制备的双网络聚(Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸)/透明质酸复合水凝胶的扫描电镜照片如图1所示。由图1可以看出，制得的复合水凝胶呈现高度多孔的结构，孔大小较均匀，孔径分布范围为100μm～300μm。这说明制得的复合水凝胶适合于细胞的三维培养需要。
实施例2
1)酰肼化透明质酸的制备
利用碳二亚胺法将2,2'-二硫代二乙酰肼接枝于分子量为200万的透明质酸上，得到取代度为30％的酰肼化透明质酸。具体如下：将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺、2,2'-二硫代二乙酰肼溶于蒸馏水中，制备浓度为0.5％的透明质酸溶液，用1mol/L盐酸将体系pH值调至5.5，室温搅拌反应24小时，用截留分子量为3500Da的透析袋对蒸馏水透析2天后在零下20℃进行冷冻干燥72小时，得到酰肼化透明质酸。其中，透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、2,2'-二硫代二乙酰肼的摩尔比为100：30：40：300。
2)N-丙烯酰基-L-谷氨酸的制备
将L-谷氨酸溶于水形成质量百分浓度为20％的溶液，置于冰水浴中搅拌1小时；接着，在1.5小时内滴加含1.3倍于L-谷氨酸摩尔数量的丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持体系pH在9，其中氯仿溶液体积为L-谷氨酸水溶液体积的25％；滴加完毕后恢复至室温继续搅拌4小时，随后向反应体系中加入8倍体积的沉淀剂乙醇，收集沉淀物并真空干燥后，得到N-丙烯酰基-L-谷氨酸。
3)N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的制备
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.5g/mL的溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1。将L-胱氨酸溶液在冰浴下冷却1小时后滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为2.3：1，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持pH＝8.0，滴加完成后常温维持反应1小时，接着将反应体系在零下20℃进行冷冻干燥。将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，获得质量百分浓度为20％的溶液，用12倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
4)双端羰基聚乙二醇的制备
将分子量为800Da的双端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入反应物质量百分比2％的催化剂对甲苯磺酸，回流反应4小时，利用负压去除3/4体积的甲苯后，利用甲醇沉淀，最后将沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到双端羰基聚乙二醇。其中，双端羟基聚乙二醇上羟基和乙酰丙酸的摩尔比为1：3。
5)双网络聚(N-丙烯酰基-L-谷氨酸)/透明质酸复合水凝胶的制备
将酰肼化透明质酸溶于蒸馏水中制得质量百分浓度为4％的溶液，利用浓度为1mol/L的盐酸将溶液pH值调至5.5；将N-丙烯酰基-L-谷氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和双端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到混合物溶液；然后，将该混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，二者体积比1：1，混合均匀后置于模具中，实施紫外光照射4分钟，所用紫外光中心波长为365nm、光能量密度为1500mJ/cm2、照射距离为12cm，得到双网络聚(N-丙烯酰基-L-谷氨酸)/透明质酸复合水凝胶。其中，N-丙烯酰基-L-谷氨酸的质量百分浓度为30％，N-丙烯酰基-L-谷氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的摩尔比为100：8：0.3，酰肼化透明质酸中酰肼基团和双端羰基聚乙二醇中端羰基团的摩尔比为1：0.9。
实施例3
1)酰肼化透明质酸的制备
利用碳二亚胺法将3,3'-二硫代二丙酰肼接枝于分子量为80万的透明质酸上，得到取代度为30％的酰肼化透明质酸。具体如下：将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺、3,3'-二硫代二丙酰肼接溶于蒸馏水中，制备浓度为0.8％的透明质酸溶液，用1mol/L盐酸将体系pH值调至5，室温搅拌反应24小时，用截留分子量为3500Da的透析袋对蒸馏水透析2天后在零下20℃进行冷冻干燥72小时，得到酰肼化透明质酸。其中，透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、3,3'-二硫代二丙酰肼的摩尔比为100：30：40：300。
2)N-丙烯酰基-L-天冬氨酸的制备
将L-天冬氨酸溶于水形成质量百分浓度为15％的溶液，置于冰水浴中搅拌1小时；接着，在0.5小时内滴加含1.5倍于L-天冬氨酸摩尔数量的丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持体系pH在8.2，其中氯仿溶液体积为L-天冬氨酸水溶液体积的10％；滴加完毕后恢复至室温继续搅拌4小时，随后向反应体系中加入12倍体积的沉淀剂丙酮，收集沉淀物并真空干燥后，得到N-丙烯酰基-L-天冬氨酸。
3)N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的制备
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.1g/mL的溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1。将L-胱氨酸溶液在冰浴下冷却1小时后滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为2.2：1，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持pH＝8.0，滴加完成后常温维持反应2小时，接着将反应体系在零下20℃进行冷冻干燥。将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，获得质量百分浓度为10％的溶液，用6倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
4)四端羰基聚乙二醇的制备
将分子量为8000Da的四端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入反应物质量百分比1.2％的催化剂对甲苯磺酸，回流反应8小时，利用负压去除2/3体积的甲苯后，利用乙醚沉淀，最后将沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到四端羰基聚乙二醇。其中，四端羟基聚乙二醇上羟基和乙酰丙酸的摩尔比为1：2。
5)双网络聚(N-丙烯酰基-L-天冬氨酸)/透明质酸复合水凝胶的制备
将酰肼化透明质酸溶于蒸馏水中制得质量百分浓度为3.5％的溶液，利用浓度为1mol/L的盐酸将溶液pH值调至6；将N-丙烯酰基-L-天冬氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂2-氧化戊二酸和四端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到混合物溶液；然后，将该混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，二者体积比1：1.5，混合均匀后置于模具中，实施紫外光照射3分钟，所用紫外光中心波长为365nm、光能量密度为1250mJ/cm2、照射距离为10cm，得到双网络聚(N-丙烯酰基-L-天冬氨酸)/透明质酸复合水凝胶。其中，N-丙烯酰基-L-天冬氨酸的质量百分浓度为25％，N-丙烯酰基-L-天冬氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和2-氧化戊二酸的摩尔比为100：6：0.4，酰肼化透明质酸中酰肼基团和四端羰基聚乙二醇中端羰基团的摩尔比为1：0.5。
实施例4
1)酰肼化透明质酸的制备
利用碳二亚胺法将4,4'-二硫代二丁酰肼接枝于分子量为60万的透明质酸上，得到取代度为10％的酰肼化透明质酸。具体如下：将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺、4,4'-二硫代二丁酰肼溶于蒸馏水中，制备浓度为1.2％的透明质酸溶液，用1mol/L盐酸将体系pH值调至5.5，室温搅拌反应24小时，用截留分子量为3500Da的透析袋对蒸馏水透析2天后在零下20℃进行冷冻干燥72小时，得到酰肼化透明质酸。其中，透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、4,4'-二硫代二丁酰肼的摩尔比为100：12：15：96。
2)N-丙烯酰基-L-丙氨酸的制备
将L-丙氨酸溶于水形成质量百分浓度为6％的溶液，置于冰水浴中搅拌1小时；接着，在0.8小时内滴加含1.8倍于L-丙氨酸摩尔数量的丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持体系pH在8，其中氯仿溶液体积为L-丙氨酸水溶液体积的22％；滴加完毕后恢复至室温继续搅拌4小时，随后向反应体系中加入9.5倍体积的沉淀剂丙酮，收集沉淀物并真空干燥后，得到N-丙烯酰基-L-丙氨酸。
3)N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的制备
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.2g/mL的溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1。将L-胱氨酸溶液在冰浴下冷却1小时后滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为2.15：1，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持pH＝8.0，滴加完成后常温维持反应4小时，接着将反应体系在零下20℃进行冷冻干燥。将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，获得质量百分浓度为15％的溶液，用8倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
4)八端羰基聚乙二醇的制备
将分子量为6000Da的八端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入反应物质量百分比1.5％的催化剂对甲苯磺酸，回流反应5小时，利用负压去除8/11体积的甲苯后，利用正己烷沉淀，最后将沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到八端羰基聚乙二醇。其中，八端羟基聚乙二醇上羟基和乙酰丙酸的摩尔比为1：8。
5)双网络聚(N-丙烯酰基-L-丙氨酸)/透明质酸复合水凝胶的制备
将酰肼化透明质酸溶于蒸馏水中制得质量百分浓度为2.5％的溶液，利用浓度为1mol/L的盐酸将溶液pH值调至6.5；将N-丙烯酰基-L-丙氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂1-羟基环己基苯基丙酮和八端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到混合物溶液；然后，将该混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，二者体积比1：0.8，混合均匀后置于模具中，实施紫外光照射8分钟，所用紫外光中心波长为365nm、光能量密度为1300mJ/cm2、照射距离为6cm，得到双网络聚(N-丙烯酰基-L-丙氨酸)/透明质酸复合水凝胶。其中，N-丙烯酰基-L-丙氨酸的质量百分浓度为18％，N-丙烯酰基-L-丙氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和1-羟基环己基苯基丙酮的摩尔比为100：12：0.3，酰肼化透明质酸中酰肼基团和八端羰基聚乙二醇中端羰基团的摩尔比为1：0.8。
实施例5
1)酰肼化透明质酸的制备
利用碳二亚胺法将3,3'-二硫代二丙酰肼接枝于分子量为20万的透明质酸上，得到取代度为15％的酰肼化透明质酸。具体如下：将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺、3,3'-二硫代二丙酰肼溶于蒸馏水中，制备浓度为0.2％的透明质酸溶液，用1mol/L盐酸将体系pH值调至4.5，室温搅拌反应30小时，用截留分子量为3500Da的透析袋对蒸馏水透析2天后在零下20℃进行冷冻干燥72小时，得到酰肼化透明质酸。其中，透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、3,3'-二硫代二丙酰肼的摩尔比为100：17：22：170。
2)N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸的制备
将L-苯丙氨酸溶于水形成质量百分浓度为11％的溶液，置于冰水浴中搅拌1小时；接着，在2小时内滴加含1.4于L-苯丙氨酸摩尔数量的丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持体系pH在8.8，其中氯仿溶液体积为L-苯丙氨酸水溶液体积的12％；滴加完毕后恢复至室温继续搅拌4小时，随后向反应体系中加入9倍体积的沉淀剂丙酮，收集沉淀物并真空干燥后，得到N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸。
3)N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的制备
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.3g/mL的溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1。将L-胱氨酸溶液在冰浴下冷却1小时后滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为2.25：1，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持pH＝8.0，滴加完成后常温维持反应2.5小时，接着将反应体系在零下20℃进行冷冻干燥。将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，获得质量百分浓度为12％的溶液，用9倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
4)四端羰基聚乙二醇的制备
将分子量为4000Da的四端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入反应物质量百分比1.6％的催化剂对甲苯磺酸，回流反应7小时，利用负压去除5/7体积的甲苯后，利用乙醚和正己烷的混合物沉淀，最后将沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到四端羰基聚乙二醇。其中，四端羟基聚乙二醇上羟基和乙酰丙酸的摩尔比为1：6。
5)双网络聚(N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸)/透明质酸复合水凝胶的制备
将酰肼化透明质酸溶于蒸馏水中制得质量百分浓度为1％的溶液，利用浓度为1mol/L的盐酸将溶液pH值调至6.2；将N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和四端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到混合物溶液；然后，将该混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，二者体积比1：1.2，混合均匀后置于模具中，实施紫外光照射4.5分钟，所用紫外光中心波长为365nm、光能量密度为1400mJ/cm2、照射距离为18cm，得到双网络聚(N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸)/透明质酸复合水凝胶。其中，N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸的质量百分浓度为20％，N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的摩尔比为100：9：0.6，酰肼化透明质酸中酰肼基团和四端羰基聚乙二醇中端羰基团的摩尔比为1：0.6。
实施例6
1)酰肼化透明质酸的制备
利用碳二亚胺法将3,3'-二硫代二丙酰肼接枝于分子量为300万的透明质酸上，得到取代度为25％的酰肼化透明质酸。具体如下：将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺、3,3'-二硫代二丙酰肼溶于蒸馏水中，制备浓度为0.6％的透明质酸溶液，用1mol/L盐酸将体系pH值调至5，室温搅拌反应42小时，用截留分子量为3500Da的透析袋对蒸馏水透析2天后在零下20℃进行冷冻干燥72小时，得到酰肼化透明质酸。其中，透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、3,3'-二硫代二丙酰肼的摩尔比为100：28：30：500。
2)Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸的制备
将L-鸟氨酸铜络合物溶于水形成质量百分浓度为14％的溶液，置于冰水浴中搅拌1小时；接着，在1.2小时内滴加含1.6倍于L-鸟氨酸摩尔数量的丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持体系pH在9.2，其中氯仿溶液体积为L-鸟氨酸水溶液体积的17％；滴加完毕后恢复至室温继续搅拌4小时，随后向反应体系中加入L-鸟氨酸摩尔数1.5倍的8-羟基喹啉除铜，过滤后水相用其11倍体积的四氢呋喃沉积，收集沉淀物并真空干燥后，得到Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸。
3)N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的制备
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.4g/mL的溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1。将L-胱氨酸溶液在冰浴下冷却1小时后滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为2.18：1，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持pH＝8.0，滴加完成后常温维持反应3.5小时，接着将反应体系在零下20℃进行冷冻干燥。将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，获得质量百分浓度为8％的溶液，用11倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
4)三端羰基聚乙二醇的制备
将分子量为400Da的三端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入反应物质量百分比0.75％的催化剂对甲苯磺酸，回流反应5.5小时，利用负压去除9/13体积的甲苯后，利用甲醇和正己烷的混合物沉淀，最后将沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到三端羰基聚乙二醇。其中，三端羟基聚乙二醇上羟基和乙酰丙酸的摩尔比为1：1.5。
5)双网络聚(Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸)/透明质酸复合水凝胶的制备
将酰肼化透明质酸溶于蒸馏水中制得质量百分浓度为2％的溶液，利用浓度为1mol/L的盐酸将溶液pH值调至4.5；将Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和三端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到混合物溶液；然后，将该混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，二者体积比1：1.8，混合均匀后置于模具中，实施紫外光照射10分钟，所用紫外光中心波长为365nm、光能量密度为1350mJ/cm2、照射距离为5cm，得到双网络聚(Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸)/透明质酸复合水凝胶。其中，Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸的质量百分浓度为26％，Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的摩尔比为100：15：0.1，酰肼化透明质酸中酰肼基团和三端羰基聚乙二醇中端羰基团的摩尔比为1：0.4。
实施例7
1)酰肼化透明质酸的制备
利用碳二亚胺法将4,4'-二硫代二丁酰肼接枝于分子量为500万的透明质酸上，得到取代度为50％的酰肼化透明质酸。具体如下：将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺、4,4'-二硫代二丁酰肼溶于蒸馏水中，制备浓度为2％的透明质酸溶液，用1mol/L盐酸将体系pH值调至4.8，室温搅拌反应36小时，用截留分子量为3500Da的透析袋对蒸馏水透析2天后在零下20℃进行冷冻干燥72小时，得到酰肼化透明质酸。其中，透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、4,4'-二硫代二丁酰肼的摩尔比为100：55：60：660。
2)N-丙烯酰基-L-缬氨酸的制备
将L-缬氨酸溶于水形成质量百分浓度为5％的溶液，置于冰水浴中搅拌1小时；接着，在1.8小时内滴加含2倍于L-缬氨酸摩尔数量的丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持体系pH在9.5，其中氯仿溶液体积为L-缬氨酸水溶液体积的15％；滴加完毕后恢复至室温继续搅拌4小时，随后向反应体系中加入10.5倍体积的沉淀剂甲醇，收集沉淀物并真空干燥后，得到N-丙烯酰基-L-缬氨酸。
3)N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的制备
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.25g/mL的溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1。将L-胱氨酸溶液在冰浴下冷却1小时后滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为2.22：1，滴加过程中用浓度为1mol/L的NaOH溶液维持pH＝8.0，滴加完成后常温维持反应1.5小时，接着将反应体系在零下20℃进行冷冻干燥。将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，获得质量百分浓度为18％的溶液，用7倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
4)六端羰基聚乙二醇的制备
将分子量为1200Da的六端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入反应物质量百分比0.5％的催化剂对甲苯磺酸，回流反应6.5小时，利用负压去除7/10体积的甲苯后，利用正己烷沉淀，最后将沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到六端羰基聚乙二醇。其中，六端羟基聚乙二醇上羟基和乙酰丙酸的摩尔比为1：5。
5)双网络聚(N-丙烯酰基-L-缬氨酸)/透明质酸复合水凝胶的制备
将酰肼化透明质酸溶于蒸馏水中制得质量百分浓度为1.5％的溶液，利用浓度为1mol/L的盐酸将溶液pH值调至4；将N-丙烯酰基-L-缬氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂1-羟基环己基苯基丙酮和六端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中，得到混合物溶液；然后，将该混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，二者体积比1：2，混合均匀后置于模具中，实施紫外光照射0.5分钟，所用紫外光中心波长为365nm、光能量密度为1450mJ/cm2、照射距离为20cm，得到双网络聚(N-丙烯酰基-L-缬氨酸)/透明质酸复合水凝胶。其中，N-丙烯酰基-L-缬氨酸的质量百分浓度为10％，N-丙烯酰基-L-缬氨酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和1-羟基环己基苯基丙酮的摩尔比为100：2.5：0.8，酰肼化透明质酸中酰肼基团和六端羰基聚乙二醇中端羰基团的摩尔比为1：0.2。
Claims (10)
1.一种双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
配制质量百分浓度为1％～4％的酰肼化透明质酸溶液，并将其pH值调至4～6.5；将N-丙烯酰基-L-α-氨基酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸、水溶性光引发剂和多端羰基聚乙二醇溶于蒸馏水中配成混合物溶液；按体积比为1：(0.5～2)将混合物溶液加入酰肼化透明质酸溶液中，混合均匀后置于模具中进行紫外光辐照，即得到双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶；其中混合物溶液中N-丙烯酰基-L-α-氨基酸的质量百分浓度为10％～30％，N-丙烯酰基-L-α-氨基酸、N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸和水溶性光引发剂的摩尔比为100：(2.5～15)：(0.1～0.8)，酰肼化透明质酸中的酰肼基团和多端羰基聚乙二醇中的端羰基团的摩尔比为1：(0.2～1)。
2.根据权利要求1所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的酰肼化透明质酸是由分子量为20万～500万的透明质酸经碳二亚胺法接枝2,2'-二硫代二乙酰肼、3,3'-二硫代二丙酰肼或4,4'-二硫代二丁酰肼形成的，取代度为10％～50％。
3.根据权利要求1或2所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的酰肼化透明质酸的合成方法如下：
将透明质酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和含二硫键的二酰肼溶于蒸馏水中配成混合溶液，混合溶液中透明质酸的质量百分浓度为0.2％～2％，且透明质酸重复单元数、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、含二硫键的二酰肼的摩尔比为100：(12～55)：(15～60)：(96～660)；将混合溶液的pH值调至4.5～5.5，室温下搅拌反应24～48小时，反应结束后，反应体系依次经透析和冷冻干燥，得到酰肼化透明质酸。
4.根据权利要求1所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的N-丙烯酰基-L-α-氨基酸为N-丙烯酰基-L-谷氨酸、N-丙烯酰基-L-天冬氨酸、Nε-丙烯酰基-L-赖氨酸、Nδ-丙烯酰基-L-鸟氨酸、N-丙烯酰基-L-丙氨酸、N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸或N-丙烯酰基-L-缬氨酸。
5.根据权利要求1或4所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的N-丙烯酰基-L-α-氨基酸的合成方法如下：
将L-α-氨基酸溶于水中形成质量百分浓度为5％～20％的L-α-氨基酸水溶液，将其置于冰水浴中搅拌冷却，然后在0.5～2小时内滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，滴加过程中维持体系pH在8～9.5之间，其中滴加的氯仿溶液的体积为L-α-氨基酸水溶液体积的10％～25％，丙烯酰氯与L-α-氨基酸的摩尔比为(1.2～2)：1；滴加完毕后在室温下继续搅拌反应4小时，随后向反应体系中加入8～12倍体积的沉淀剂，沉淀剂为乙醇、甲醇、丙酮或四氢呋喃，然后收集沉淀物并真空干燥，得到N-丙烯酰基-L-α-氨基酸。
6.根据权利要求1所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸的合成方法如下：
将L-胱氨酸溶于NaOH水溶液中，形成浓度为0.05g/mL～0.5g/mL的L-胱氨酸溶液，其中NaOH与L-胱氨酸的摩尔比为2：1；然后对L-胱氨酸溶液进行冰浴冷却，再向其中滴加丙烯酰氯的氯仿溶液，其中丙烯酰氯和L-胱氨酸的摩尔比为(2.1～2.3)：1，滴加过程中维持体系pH＝8.0，滴加完成后将温度升至室温并维持1～4小时，再在零下20℃进行冷冻干燥；将冷冻干燥得到的物质溶于pH＝2的水中，得到质量百分浓度为5％～20％的溶液，然后用6～12倍体积量的丙酮沉淀，所得固体经真空干燥即得到N,N'-双丙烯酰基-L-胱氨酸。
7.根据权利要求1所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的多端羰基聚乙二醇的分子量为400～8000Da，其合成方法如下：
将多端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸溶于无水甲苯中，加入催化剂对甲苯磺酸，回流反应4～8小时，然后负压去除2/3～3/4体积的甲苯，再用沉淀剂对反应体系进行沉淀，将得到的沉淀物在30℃真空干燥24小时，得到多端羰基聚乙二醇；其中多端羟基聚乙二醇为2、3、4、6或8端羟基聚乙二醇，多端羟基聚乙二醇上的羟基与乙酰丙酸的摩尔比为1：(1.5～8)，催化剂的质量为多端羟基聚乙二醇与乙酰丙酸总质量的0.5％～2％，沉淀剂为乙醚、甲醇、正己烷、乙醚与正己烷的混合物或甲醇与正己烷的混合物。
8.根据权利要求1所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的水溶性光引发剂为2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-氧化戊二酸或1-羟基环己基苯基丙酮。
9.根据权利要求1所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的紫外光辐照时间为0.5～10min，紫外光辐照时的中心波长为365nm、光能量密度为1200mJ/cm2～1500mJ/cm2、照射距离为5cm～20cm。
10.权利要求1-9中任意一项所述的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶的制备方法制得的双网络聚(N-丙烯酰基-L-α-氨基酸)/透明质酸复合水凝胶，其特征在于：该复合水凝胶为多孔结构，其孔径为100μm～300μm，压缩模量为77.3～78.3kPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510305916.2A CN104910392B (zh) | 2015-06-03 | 2015-06-03 | 一种双网络聚(N‑丙烯酰基‑L‑α‑氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510305916.2A CN104910392B (zh) | 2015-06-03 | 2015-06-03 | 一种双网络聚(N‑丙烯酰基‑L‑α‑氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104910392A true CN104910392A (zh) | 2015-09-16 |
| CN104910392B CN104910392B (zh) | 2017-12-15 |
Family
ID=54079869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510305916.2A Active CN104910392B (zh) | 2015-06-03 | 2015-06-03 | 一种双网络聚(N‑丙烯酰基‑L‑α‑氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104910392B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107880271A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-06 | 闽江学院 | 一种酸碱可逆交联有机硅树脂及其制备方法 |
| CN106188584B (zh) * | 2016-08-02 | 2018-09-04 | 西安交通大学 | 一种透明质酸衍生物水凝胶及其制备方法 |
| CN109627464A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-04-16 | 齐鲁工业大学 | 一种荧光探针聚合物水凝胶及其制备方法 |
| CN111072997A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-28 | 武汉纺织大学 | 一种基于改性透明质酸的高强自愈合水凝胶及其制备方法 |
| CN111848855A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-30 | 西安交通大学 | 一种具有pH响应的可注射水凝胶敷料及其制备方法和应用 |
| CN112472671A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 西安交通大学 | 一种白蛋白/多糖聚合物基铂类纳米前药及制备方法和应用 |
| WO2021127807A1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | Evonik Industries Ag | Dual-crosslinked hydrogel and preparation method thereof |
| CN113150561A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-07-23 | 暨南大学 | 一种用于3d生物打印的胶原基生物墨水及其制备方法与应用 |
| CN117603577A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-02-27 | 上海市第四人民医院 | 一种光交联水凝胶及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102266592A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-12-07 | 综合性外科公司 | 具有不同交联度的水凝胶植入体 |
| CN103087333A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-05-08 | 西安交通大学 | 一种可快速解离型温敏性透明质酸水凝胶的制备方法 |
-
2015
- 2015-06-03 CN CN201510305916.2A patent/CN104910392B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102266592A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-12-07 | 综合性外科公司 | 具有不同交联度的水凝胶植入体 |
| CN103087333A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-05-08 | 西安交通大学 | 一种可快速解离型温敏性透明质酸水凝胶的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 顾其胜: "《海藻酸盐基生物医用材料与临床医学》", 30 April 2015, 上海科学技术出版社 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106188584B (zh) * | 2016-08-02 | 2018-09-04 | 西安交通大学 | 一种透明质酸衍生物水凝胶及其制备方法 |
| CN107880271A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-06 | 闽江学院 | 一种酸碱可逆交联有机硅树脂及其制备方法 |
| CN109627464A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-04-16 | 齐鲁工业大学 | 一种荧光探针聚合物水凝胶及其制备方法 |
| CN109627464B (zh) * | 2018-05-30 | 2021-07-06 | 齐鲁工业大学 | 一种荧光探针聚合物水凝胶及其制备方法 |
| CN111072997A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-28 | 武汉纺织大学 | 一种基于改性透明质酸的高强自愈合水凝胶及其制备方法 |
| CN111072997B (zh) * | 2019-12-06 | 2022-07-12 | 武汉纺织大学 | 一种基于改性透明质酸的高强自愈合水凝胶及其制备方法 |
| WO2021127807A1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | Evonik Industries Ag | Dual-crosslinked hydrogel and preparation method thereof |
| CN111848855A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-30 | 西安交通大学 | 一种具有pH响应的可注射水凝胶敷料及其制备方法和应用 |
| CN112472671A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 西安交通大学 | 一种白蛋白/多糖聚合物基铂类纳米前药及制备方法和应用 |
| CN112472671B (zh) * | 2020-11-30 | 2021-09-07 | 西安交通大学 | 一种白蛋白/多糖聚合物基铂类纳米前药及制备方法和应用 |
| CN113150561A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-07-23 | 暨南大学 | 一种用于3d生物打印的胶原基生物墨水及其制备方法与应用 |
| CN117603577A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-02-27 | 上海市第四人民医院 | 一种光交联水凝胶及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104910392B (zh) | 2017-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104910392B (zh) | 一种双网络聚(N‑丙烯酰基‑L‑α‑氨基酸)/透明质酸复合水凝胶及其制备方法 | |
| Zhu et al. | Recent progress of polysaccharide‐based hydrogel interfaces for wound healing and tissue engineering | |
| Ma et al. | Synthesis and characterization of injectable self-healing hydrogels based on oxidized alginate-hybrid-hydroxyapatite nanoparticles and carboxymethyl chitosan | |
| CN102942660B (zh) | 一种天然生物交联的纳米复合三维凝胶支架及制备方法 | |
| CN102784414B (zh) | 一种可用于组织工程的可注射性双交联水凝胶的制备方法 | |
| CN107964105A (zh) | 一种通过动态亚胺键交联的多糖基水凝胶的制备方法 | |
| CN103342824B (zh) | 一种环糊精多醛交联剂的应用方法 | |
| CN111825859A (zh) | 一种具有自修复功能的仿生电子皮肤医用支架材料及其制备方法 | |
| CN101301491A (zh) | 多醛基海藻酸钠交联聚磷酸钙/壳聚糖的复合支架及其制备与应用 | |
| Jiang et al. | Effect of ultrasonication on the fibril-formation and gel properties of collagen from grass carp skin | |
| CN104857569A (zh) | 一种丝素与氧化石墨烯复合支架材料的制备方法 | |
| CN104910569B (zh) | 一种可生物还原的透明质酸/聚(Nε‑丙烯酰基‑L‑赖氨酸)双网络水凝胶及其制备方法 | |
| CN107899075A (zh) | 一种基于特异性相互作用的自组装水凝胶及其制备方法 | |
| CN112111072A (zh) | 可3D打印的ε-聚赖氨酸抗菌水凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN112062981A (zh) | 一种培养基介导交联的透明质酸基双交联水凝胶制备方法 | |
| CN113150561B (zh) | 一种用于3d生物打印的胶原基生物墨水及其制备方法与应用 | |
| CN104548200B (zh) | 一种制备高支化多糖‑丝素水凝胶支架的方法 | |
| CN106188609A (zh) | 一种l‑赖氨酸改性透明质酸衍生物水凝胶及其制备方法 | |
| CN114874455A (zh) | 一种中性溶解、具有自组装能力和光交联能力的改性胶原和凝胶的构建方法 | |
| CN111253592B (zh) | 一种光交联的γ-聚谷氨酸水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN105169491B (zh) | 一种制备真菌高支化多糖‑黄原胶水凝胶支架的方法 | |
| CN104707179B (zh) | 一种油溶/水溶有机‑无机三相多孔微纳复合骨修复材料 | |
| CN115429935B (zh) | 一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶及其制备方法 | |
| CN110180023A (zh) | 一种高强度生物质组织工程支架材料的制备方法 | |
| JP2012001859A (ja) | コラーゲン・キトサン複合繊維状多孔体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210207 Address after: 2 / F, building 22, yard 1, jinghaiwu Road, Tongzhou District, Beijing Patentee after: BEIJING ABACE BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 710049 No. 28 West Xianning Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: XI'AN JIAOTONG University |
|
| TR01 | Transfer of patent right |