[發(fā)明專(zhuān)利]高氧化度的天然高分子多糖的氧化方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110237618.6
• 申請(qǐng)日: 2011-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102351957A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪建新;劉霞;翁杰;馮波;周紹兵;屈樹(shù)新;段可;盧曉英;魯雄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08B37/00
• 分類(lèi)號(hào): C08B37/00;C08B37/04;C08B37/02;C08J3/075;A61L27/20
• 代理公司: 成都信博專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氧化性多糖的制備領(lǐng)域，尤其是制備高氧化度的高分子多糖的方法。

背景技術(shù)

組織工程作為當(dāng)前科學(xué)研究的熱點(diǎn)，在常采用三種策略中最常用的是雜化體系，即構(gòu)建一個(gè)生物相容性良好的三維支架材料，將體外培養(yǎng)的組織細(xì)胞吸附擴(kuò)增于生物材料上，形成細(xì)胞支架結(jié)構(gòu)物。該三維支架材料應(yīng)有一定的孔隙，能為細(xì)胞提供一個(gè)生存的三維空間，有利于細(xì)胞獲取足夠的營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)交換，并能排除代謝產(chǎn)物，使細(xì)胞能在預(yù)先設(shè)計(jì)的支架上增殖分化。因此，促使材料形成三維結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑成為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)劑主要為戊二醛、聚環(huán)氧化合物等，但其隨著材料降解而逐漸表現(xiàn)出的毒副作用，限制了它們?cè)诮M織工程支架材料中的應(yīng)用。

水凝膠作為一種組織工程材料在生物化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起了很大的關(guān)注。它也將在組織填充，微球膠囊和藥物控釋體系等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域作有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＫz的強(qiáng)度是很多人關(guān)注的重點(diǎn)，一般要求其成凝膠性能好，而且應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。目前制備水凝膠的方法很多，例如海藻酸鈉與殼聚糖交聯(lián)，海藻酸鈉與明膠交聯(lián)，葡甘聚糖與殼聚糖交聯(lián)等等方法；但是得到的水凝膠力學(xué)強(qiáng)度不高，無(wú)法滿足高強(qiáng)度水凝膠對(duì)力學(xué)強(qiáng)度的要求。材料是決定水凝膠性能的關(guān)鍵因素之一。以其中常見(jiàn)的原料海藻酸鈉為例，普通海藻酸鈉與其他物質(zhì)交聯(lián)形成的水凝膠力學(xué)強(qiáng)度很低。為了得到高強(qiáng)度水凝膠，須將海藻酸鈉進(jìn)行改型，合成氧化海藻酸鈉，能在一定程度上解決上述問(wèn)題。目前氧化海藻酸鈉的制備方法主要有高碘酸鈉氧化法，高錳酸鉀氧化法，次氯酸鈉氧化法；氧化過(guò)程中所用的溶劑主要有：水和乙醇。上述方法制備的氧化海藻酸鈉氧化度較低，形成的凝膠降解速度過(guò)快，降解方式不可控制；并且凝膠強(qiáng)度低，用作骨材料時(shí)無(wú)法達(dá)到對(duì)骨材料力學(xué)強(qiáng)度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有的技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種高氧化度的氧化海藻酸鈉的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的：

一種高氧化度的天然高分子多糖的氧化方法，以還原性多糖為原料在氧化劑的作用下制取水凝膠，包含如下的工藝條件：以高碘酸鈉作為氧化劑，所述氧化劑與還原性多糖原料等摩爾比加入；以至少一種以下物質(zhì)：鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、甲酸、檸檬酸、具有Lewis酸性質(zhì)的綠色溶劑離子液為催化劑；調(diào)節(jié)體系的pH在酸性范圍，室溫下避光反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束，經(jīng)無(wú)水乙醇洗滌，抽濾、真空干燥，得到不同氧化度的天然高分子多糖高強(qiáng)度水凝膠。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新在于產(chǎn)品的具有高氧化度。其特點(diǎn)在于氧化度高，醛基的含量高，使氧化海藻酸鈉與其他反應(yīng)物之間的交聯(lián)更加容易，形成的化學(xué)鍵更加牢固，能形成高強(qiáng)度水凝膠，并且凝膠的降解速率可以得到控制，適合用于制備骨組織功能材料。因此，本發(fā)明無(wú)疑可以解決現(xiàn)有海藻酸鈉氧化方法的不足之處；氧化過(guò)程中使用無(wú)機(jī)酸(鹽酸、硫酸、磷酸等)，有機(jī)酸(醋酸、甲酸、檸檬酸等)，以及具有Lewis酸性質(zhì)的綠色溶劑離子液(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([bmim]BF₄)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([bmim]PF₆)等)作為催化劑，其中離子液(〔bmim〕BF₄、〔bmim〕PF₆等)的性質(zhì)穩(wěn)定，可回收利用，降低了制造成本；本發(fā)明所用的工藝簡(jiǎn)潔，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，通過(guò)加入酸可以起到催化劑的目的。基于本產(chǎn)品的高氧化性，本發(fā)明具有很廣泛的應(yīng)用前景，可用于關(guān)于天然高分子多糖的各種開(kāi)發(fā)研究，為生物醫(yī)用材料，高分子材料，智能敏感材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了價(jià)格低廉性能良好的材料。

附圖說(shuō)明如下：

圖1為本發(fā)明的氧化海藻酸鈉制備工藝流程圖。

圖2為海藻酸鈉(1)，傳統(tǒng)方法制備的氧化海藻酸鈉(2)及實(shí)例1制備時(shí)pH調(diào)節(jié)為2的氧化海藻酸鈉(3)的紅外光譜圖。

圖3為以鹽酸為催化劑時(shí)得到的氧化海藻酸鈉的紅外光譜圖。

圖4為實(shí)例1所制備的含氧化海藻酸鈉的水凝膠的凝膠形成前后的形態(tài)。

圖5為實(shí)例1所制備的含氧化海藻酸鈉的水凝膠切面的掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的制備工藝流程如圖1所示，除特別申明的外，所用原料均為化學(xué)純，下面以海藻酸鈉為實(shí)例詳述本發(fā)明：