[發(fā)明專利]PEG接枝改性的海藻酸鹽-殼聚糖微膠囊及制備和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210061707.4
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103301788A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬小軍;鄭佳妮;于煒婷;謝紅國;劉袖洞;謝威揚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;C12N11/04;C12N11/10;C08G81/00;C08B37/08;C08B37/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.PEG接枝改性的海藻酸鹽-殼聚糖微膠囊，其為PEG原位共價接枝改性的海藻酸鹽-殼聚糖微膠囊，其特征在于：微膠囊結(jié)構(gòu)分為微膠囊膜與內(nèi)核兩部分：其中，微膠囊膜是由殼聚糖和海藻酸鹽形成的聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜，其表面由PEG原位共價接枝改性，海藻酸鹽、殼聚糖、PEG三者質(zhì)量比為10∶1∶1-1∶10∶100；內(nèi)核為含有活細(xì)胞的海藻酸鹽液體或海藻酸鹽水凝膠環(huán)境。

2.按照權(quán)利要求1所述的微膠囊，其特征在于：微膠囊產(chǎn)品為粒徑100-1000微米的球形微膠囊；膜厚度在1-100微米，組成膜的海藻酸鹽分子量10kDa-2000kDa；內(nèi)核中海藻酸鹽濃度在1-50g/L，內(nèi)核中細(xì)胞含量10²-10⁹個細(xì)胞/ml內(nèi)核體積，且活性保持90％以上。

3.按照權(quán)利要求1所述的微膠囊，其特征在于：微膠囊產(chǎn)品中的PEG是通過共價鍵直接原位接枝到微膠囊膜中的殼聚糖上，反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式為：

其中，PEG的末端通過氧化得到末端醛基化PEG(PEG-CHO)，PEG的聚合度n為2-2500，PEG分子量為100Da-1000kDa，PEG在微囊膜上的接枝率(每100個殼聚糖氨基接枝的PEG百分?jǐn)?shù))為1-100％。

4.按照權(quán)利要求1所述的微膠囊，其特征在于：微膠囊產(chǎn)品中殼聚糖材料的脫乙酰度90-98％，分子量為1kDa-500kDa。

5.按照權(quán)利要求1所述的微膠囊，其特征在于：微膠囊產(chǎn)品的膜成分中的海藻酸鹽為海藻酸的鉀鹽或鈉鹽。

6.按照權(quán)利要求1所述的微膠囊，其特征在于：微膠囊產(chǎn)品的內(nèi)核中海藻酸鹽凝膠為二價金屬鈣、鋇或鋅的海藻酸鹽水凝膠，海藻酸鹽溶液為海藻酸的鉀鹽或鈉鹽溶液。

7.一種權(quán)利要求1所述微膠囊的制備方法，其特征在于：

微膠囊膜由海藻酸鹽和殼聚糖兩種高分子材料通過層層自組裝形成聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜，再通過共價鍵將PEG直接原位接枝到微膠囊膜上，產(chǎn)品的具體制備步驟為：

1)制備包埋有活細(xì)胞的海藻酸鹽凝膠微球，稱之為A微球；海藻酸鹽凝膠為二價金屬鈣、鋇或鋅的海藻酸鹽水凝膠；

2)將步驟1)中的A微球浸入殼聚糖溶液中，A微球與殼聚糖溶液體積比為1∶1-1∶40，反應(yīng)時間為1-60分鐘，反應(yīng)溫度在0-37℃，此時得到海藻酸鈉-殼聚糖微膠囊，稱之為B微球，取出用生理鹽水洗滌；

殼聚糖溶液的配制方法是：殼聚糖溶于pH為5.5-7.0的醋酸-醋酸鈉緩沖液，殼聚糖濃度為0.1-15g/L；

3)將步驟2)中的B微球浸入堿金屬海藻酸鹽溶液中，B微球與堿金屬海藻酸鹽溶液體積比范圍為1∶1-1∶40，反應(yīng)時間為1-60分鐘，反應(yīng)溫度在0-37℃，此時得到的微膠囊為C微球，取出用生理鹽水洗滌；

堿金屬海藻酸鹽為鉀鹽或鈉鹽，分子量分布為10kDa-2000kDa，海藻酸鹽溶液的配制方法是：海藻酸鹽溶于3-9g/L?NaCl溶液中，海藻酸鹽濃度為0.1-5g/L；

4)交替重復(fù)步驟2)和步驟3)的過程1-5次，此時得到的微膠囊為D微球，取出用生理鹽水洗滌；

5)將步驟1)或2)或3)或4)中的A或B或C或D微球浸入到末端醛基化的PEG-CHO溶液中，滴加還原劑，微球、PEG-CHO溶液、還原劑溶液三者的體積比范圍為1∶1∶1-1∶40∶40，反應(yīng)時間為1-60分鐘，反應(yīng)溫度在0-37℃，此時得到微膠囊，稱之為E微球，取出用生理鹽水洗滌；

PEG-CHO的配制方法是：PEG-CHO溶于生理鹽水中、或pH為5.5-7.0的醋酸-醋酸鈉緩沖液中，PEG-CHO濃度為0.1-500g/L；

6)將步驟5)中的E微球浸入到堿金屬海藻酸鹽溶液中，重復(fù)步驟3)，得到內(nèi)核為海藻酸鹽水凝膠的微膠囊，為F微球；

7)將步驟6)中的F微球浸入有機金屬螯合劑溶液中，液化微膠囊內(nèi)部的海藻酸鹽凝膠，F(xiàn)微球與有機金屬螯合劑溶液體積比范圍為1∶1-1∶40，反應(yīng)時間為1-60分鐘，反應(yīng)溫度在0-37℃，取出用生理鹽水洗滌，此時得到內(nèi)部液態(tài)內(nèi)核的G微球。

8.按照權(quán)利要求7所述微膠囊的制備方法，其特征在于：參與液化反應(yīng)的有機金屬螯合劑溶液為40-70mmol/L的檸檬酸鈉或50-200mmol/L的EDTA。

9.一種權(quán)利要求1所述的微膠囊用于活細(xì)胞的包埋。

10.按照權(quán)利要求9所述的微膠囊用于活細(xì)胞的包埋，其特征在于：所述活細(xì)胞為人或動物來源的離體的胰島細(xì)胞、肝細(xì)胞、甲狀腺細(xì)胞、甲狀旁腺細(xì)胞、腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞具有分泌生物活性物質(zhì)功能的細(xì)胞，細(xì)胞系細(xì)胞，基因工程細(xì)胞，干細(xì)胞或干細(xì)胞分化的各種細(xì)胞。