[發(fā)明專利]一種以二元羧酸-N-羥基琥珀酰亞胺酯為交聯(lián)劑制備膠原凝膠的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410341143.9
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104109253A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國英;解朵;劉文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08H1/00;A61K47/42;C07D207/46
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以二元羧酸-N-羥基琥珀酰亞胺酯為交聯(lián)劑制備膠原凝膠的方法，屬于蛋白質(zhì)的資源化利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

膠原是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，主要給細(xì)胞提供抗張力和彈性，在細(xì)胞的遷移和發(fā)育中起著重要的作用。膠原具有獨(dú)特的三股螺旋結(jié)構(gòu)，賦予了其優(yōu)異的生物學(xué)性能，如低免疫原性、良好的生物相容性、細(xì)胞再生性和可降解性，因此被廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域。

在生理?xiàng)l件下，膠原溶液中分子間的相互作用可以使其自聚集成膠原纖維，自聚集的膠原纖維之間會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并將溶液中的溶劑束縛在其內(nèi)部使其不能自由移動(dòng)，從而形成膠原凝膠，它被廣泛的應(yīng)用于藥物緩釋領(lǐng)域。然而，膠原本身自聚集成膠原纖維而形成的凝膠的穩(wěn)定性還不夠，一般在膠原凝膠中引入交聯(lián)劑使其進(jìn)一步固定。在動(dòng)物體內(nèi)膠原纖維的共價(jià)交聯(lián)由賴氨酰氧化酶催化完成的，它能將賴氨酸和羥賴氨酸的ε-氨基氧化成醛基，醛基之間或醛基與周圍的ε-氨基之間發(fā)生反應(yīng)形成交聯(lián)鍵。我們運(yùn)用這種仿生的方法，在膠原中加入交聯(lián)劑進(jìn)一步固定膠原纖維，提高膠原凝膠的性能。

戊二醛和碳化二亞胺(EDC)是目前應(yīng)用最為廣泛的膠原凝膠的交聯(lián)劑。Sheu等人的研究表明在膠原凝膠中加入0.2％的戊二醛，可以使凝膠的彈性模量從4320Pa大幅度增大到7230Pa，但用交聯(lián)后的膠原凝膠培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)會(huì)抑制細(xì)胞的繁殖。(Sheu?M?T,Huang?J?C,Yeh?G?C,et?al.Characterization?of?collagen?gel?solutions?and?collagen?matrices?for?cell?culture.Biomaterials,2001,22(13):1713-1719.)所以說，給膠原凝膠中引入戊二醛會(huì)增加其細(xì)胞毒性，這在很多文獻(xiàn)中都被證實(shí)。Hideki?Mori等人以125mM的EDC為交聯(lián)劑，膠原成纖維和交聯(lián)同時(shí)進(jìn)行，將膠原凝膠的彈性模量由44.1Pa提高到798Pa。(H.Mori，K.Shimizu，M.Hara.Dynamic?viscoelastic?properties?of?collagen?gels?in?the?presence?and?absence?of?collagen?fibrils.Materials?Science?and?Engineering?C,2012,32：2007-2016.)這種交聯(lián)劑有著較低的細(xì)胞毒性，但是，這種交聯(lián)劑沒有成為交聯(lián)鍵的一部分，交聯(lián)是“零長度交聯(lián)”，用量較大(若達(dá)到相同的交聯(lián)度，其用量是含有六個(gè)碳原子交聯(lián)劑用量的近百倍)。(Grabarek?Z.Gergely?J.Zero-length?crosslinking?procedure?with?the?use?of?active?esters.Analytical?Biochemistry,1990,185(1):131-135.)

羧酸-N-羥基琥珀酰亞胺酯是一類新型低毒的蛋白質(zhì)類交聯(lián)劑。Hirofumi?Saito等人制備出了檸檬酸-N-羥基琥珀酰亞胺酯(CAD)和蘋果酸-N-羥基琥珀酰亞胺酯(MAD)。該交聯(lián)劑有較高的反應(yīng)活性和良好的生物相容性。但用這種交聯(lián)劑制備得到的膠原凝膠，與未加交聯(lián)劑的膠原凝膠相比其彈性模量沒有提高，CAD交聯(lián)甚至?xí)档湍z原凝膠的彈性模量。(H.Saito,T.Taguchi.et?al.pH-responsive?swelling?behavior?of?collagen?gels?prepared?by?novel?crosslinkers?based?on?naturally?derived?di-or?tricarboxylic?acids.Acta?Biomaterialia,2007,3:89–94.)這種膠原凝膠不穩(wěn)定，容易破碎，不利于藥物緩釋領(lǐng)域中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有膠原凝膠性能的不足而提供了一種以二元羧酸-N-羥基琥珀酰亞胺酯為交聯(lián)劑制備膠原凝膠的方法，其特點(diǎn)是用二元羧酸、N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)、二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)合成了一種天然、無毒的交聯(lián)劑，并將該交聯(lián)劑用于膠原凝膠的改性，制備熱穩(wěn)定、吸水性、機(jī)械性能更好的膠原凝膠，用于藥物緩釋領(lǐng)域。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為摩爾份數(shù)。

以二元羧酸-N-羥基琥珀酰亞胺酯為交聯(lián)劑制備膠原凝膠的方法包括以下步驟：

1)膠原溶液的制備