[發明專利]一種基于聚天冬氨酸衍生物的可注射水凝膠的制備方法

無效

• 申請號: 201210092418.0
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102617867A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 馬建標;伍國琳;逯彩彩;王曉娟;王亦農;范云鴿
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L79/06;C08L77/04;A61K47/34;A61L27/18;A61L27/52
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及生物技術、生物醫用材料及組織工程技術領域，具體為一種基于聚天冬氨酸衍生物的可注射水凝膠的制備方法。

背景技術

人的生命活動過程不可避免的會遭受疾病困擾和意外創傷。對于各種原因導致的器官和組織的缺損，目前臨床上主要常用的治療手段是組織和器官的移植和人工裝置的代替，但是臨床手術存在的不易塑性、易誘發炎癥和免疫反應等問題。用可注射型水凝膠負載抗生素或成骨細胞，用于病灶部位的填充或修復組織的連接，可以很好的避免臨床手術存在的一系列問題，可以加速骨組織重建速度和完善術后效果，具有很好的應用前景。

化學交聯的可注射性水凝膠因其具有較好的機械性能、組織相容性、生物相容性等優點，已經廣泛應用于藥物緩釋系統、細胞載體和組織工程支架等。但是一般情況下，無論是熱引發、光引發或化學反應引發的原位聚合反應或交聯劑反應，通常都會用到有毒性的有機溶劑、小分子交聯劑或者催化劑，在支架凝固成型的過程中，這些有毒物質可能給細胞及生物活性分子帶來不利的影響。另一方面，目前大部分可注射水凝膠由天然高分子組成，此類高分子由于來源上的差異，質量、分子量分布等指標缺乏穩定性，并存在一定的免疫原性，在醫學應用上有較多的局限性。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在的問題，提供一種基于聚天冬氨酸衍生物的可注射水凝膠的制備方法，該制備方法利用帶有酰肼基和醛基側鏈的聚(α，β-L-天冬氨酸)，通過形成腙鍵進行化學交聯，在生理條件下制備水凝膠，不需要加入任何小分子催化劑或交聯劑，生物相容性好，體系具有pH敏感性，可廣泛應用于生物醫藥領域。

本發明的技術方案：

一種基于聚天冬氨酸衍生物的可注射水凝膠的制備方法，步驟如下：

1)利用熱縮聚反應制成聚琥珀酰亞胺(PSI)：

以L-天冬氨酸為原料，以磷酸為催化劑，以環丁砜和1，3，5-三甲苯的混合溶劑為反應溶劑，在氮氣氛圍和溫度為180-220℃條件下混合進行熱縮聚反應，機械攪拌4.5小時，并在反應過程中用水分離器除去反應生成的水及揮發的溶劑，然后趁熱用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解產物，攪拌條件下在40℃水浴中恒溫2小時，使聚琥珀酰亞胺全部溶解于DMF中，將上清液倒入沉淀劑甲醇中沉淀、離心，將得到的離心產物再重復一次上述溶解、沉淀、離心的操作，將離心產物用丙酮洗滌三次，再用蒸餾水洗滌至洗滌液pH值呈中性，4000rpm離心沉淀物，50℃真空干燥24小時，得到淺粉色固體聚琥珀酰亞胺；

2)以水合肼為親核試劑進攻聚琥珀酰亞胺進行開環反應得到聚天冬酰肼(PAHy)：

將聚琥珀酰亞胺溶于N，N-二甲基甲酰胺中，磁力攪拌至完全溶解制得聚琥珀酰亞胺溶液，在氮氣保護的氛圍下，將水合肼溶液逐滴加入上述溶液中，滴加速度為2～5滴/分鐘，滴加完成后在24-26℃溫度下磁力攪拌反應4小時，將反應液倒入丙酮中沉淀，將抽濾得到的沉淀物溶于水中，得到棕色溶液，用透析袋透析24h，經冷凍干燥后得到的固體即為聚天冬氨酸酰肼；

3)將3-氨基丙二醇和乙醇胺依次進攻聚琥珀酰亞胺進行開環反應，得到聚3-氨基-1，2-丙二醇改性的聚(2-羥乙基天冬酰胺)(APDOL-PHEA)：

將聚琥珀酰亞胺溶于N，N-二甲基甲酰胺中，磁力攪拌至完全溶解制得聚琥珀酰亞胺溶液，在氮氣的氛圍下，將3-氨基丙二醇的N，N-二甲基甲酰胺溶液逐滴加入到聚琥珀酰亞胺的溶液中，滴加速度為2～5滴/分鐘，滴加完成后，60℃回流反應8h，待體系冷卻至室溫后加入過量的乙醇胺，繼續反應6h，反應結束后用旋蒸的方法除去70％的N，N-二甲基甲酰胺，將反應液用丙酮沉淀，抽濾并用丙酮洗滌沉淀物三次，真空干燥24h，得到的產物即為聚3-氨基-1，2-丙二醇改性的聚(2-羥乙基天冬酰胺)；

4)將高碘酸鈉水溶液與聚3-氨基-1，2-丙二醇改性的聚(2-羥乙基天冬酰胺)水溶液進行氧化反應制備醛基改性的聚(2-羥乙基天冬酰胺)(ALD-PHEA)：

將聚3-氨基-1，2-丙二醇改性的聚(2-羥乙基天冬酰胺)水溶液和高碘酸鈉水溶液分別置于0℃的冰鹽水浴中，預冷30min后，將高碘酸鈉水溶液加入到聚(2-羥乙基天冬酰胺)水溶液中，避光反應30min，然后加入過量的乙二醇，繼續攪拌30min，所得溶液直接透析24h，冷凍干燥后得到的產物即為醛基改性的聚(2-羥乙基天冬酰胺)；

5)水凝膠的形成反應：