[發(fā)明專利]聚谷氨酸/海藻酸鈉粘附性水凝膠及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611058619.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106589409B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏世峰;李星;簡(jiǎn)宇航;尹靜波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/075
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/075;C08G81/00;C08G69/48;C08G69/10;C08B37/04
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發(fā)明涉及一種聚谷氨酸/海藻酸鈉粘附性水凝膠及其制備方法。本發(fā)明將具有組織粘附性能的兒茶酚基團(tuán)引入到聚L?谷氨酸/海藻酸鈉席夫堿凝膠體系，通過(guò)酰肼化聚L?谷氨酸和氧化海藻酸鈉之間的席夫堿交聯(lián)構(gòu)建第一交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系，將三價(jià)鐵離子的絡(luò)合作用作為第二交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建水凝膠，盡量多地保留兒茶酚殘基，同時(shí)在酰肼化的聚L?谷氨酸組分混入一定量的三價(jià)鐵，最大限度地發(fā)揮兒茶酚基團(tuán)的組織粘附性，同時(shí)避免常規(guī)兒茶酚氧化交聯(lián)所帶來(lái)的組織毒性等的問(wèn)題。所采用的材料均具有良好的生物相容性，避免了通過(guò)氧化劑氧化交聯(lián)帶來(lái)的各種缺陷，并最大限度地保留粘附性基元，在組織工程領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚谷氨酸/海藻酸鈉粘附性水凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)

海洋貽貝可通過(guò)足絲粘附在諸多有機(jī)及無(wú)機(jī)材料表面，這種特殊的生物粘附系統(tǒng)具有很高的強(qiáng)度、耐水性和自我修復(fù)的功能，其主要成分是富含鄰苯二酚結(jié)構(gòu)的粘附蛋白。水凝膠是一種可以溶脹的3D材料，近年來(lái)在組織工程領(lǐng)域中得到廣泛關(guān)注。將具有粘附性的兒茶酚殘基通過(guò)化學(xué)合成或改性的方法引入到生物相容性的高分子鏈上，再利用兒茶酚氧化偶聯(lián)的方法構(gòu)建粘附性水凝膠成為一種主流的制備方法，然而，這種制備方法存在明顯的缺陷，如高碘酸鈉的加入會(huì)對(duì)周?chē)M織造成毒性，氧化過(guò)程中會(huì)有副產(chǎn)物生成。氧化交聯(lián)過(guò)程中會(huì)損耗部分兒茶酚殘基，從而減弱了材料的組織粘附性，限制了兒茶酚改性材料在組織工程中的應(yīng)用。

聚L-谷氨酸(PLGA)是α-氨基酸之間由肽鍵相連接而成的合成高分子多肽，具有優(yōu)良的生物相容性和低免疫原性，促進(jìn)組織修復(fù)和細(xì)胞生長(zhǎng)，無(wú)毒副作用，可模擬細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的成分，且其降解產(chǎn)物為谷氨酸單體，可被人體吸收；海藻酸鈉(ALG)是從褐藻中提取出的天然線性多糖，具有良好的生物相容性，部分氧化的海藻酸鈉的生物降解性能明顯改善，使其在組織工程中的應(yīng)用更加廣泛。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明沒(méi)有直接使用在人體內(nèi)不易降解的海藻酸鈉，而是采用氧化海藻酸鈉，既提供席夫堿反應(yīng)的醛基位點(diǎn)，又可有效改善海藻酸鈉不易降解的缺陷；通過(guò)席夫堿反應(yīng)構(gòu)建水凝膠，盡量多地保留兒茶酚殘基，最大限度地發(fā)揮兒茶酚基團(tuán)的組織粘附性，同時(shí)避免了兒茶酚氧化交聯(lián)所帶來(lái)的組織毒性，通過(guò)控制粘附基團(tuán)的接枝度進(jìn)一步控制最終凝膠的粘附性能；以三價(jià)鐵離子作為第二物理交聯(lián)點(diǎn)，使得凝膠時(shí)間及凝膠強(qiáng)度方面更加可控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種聚谷氨酸/海藻酸鈉粘附性水凝膠.

本發(fā)明的目的之二在于提供該水凝膠的制備方法。

本發(fā)明方法是先用高碘酸鈉氧化海藻酸鈉，得到部分氧化的海藻酸鈉；然后通過(guò)鹽酸多巴胺上氨基和海藻酸鈉上的酸基之間的碳二亞胺偶聯(lián)反應(yīng)，在氧化后的海藻酸鈉側(cè)鏈接枝兒茶酚基團(tuán)，在此過(guò)程中將體系的PH值調(diào)至酸性，以防止發(fā)生席夫堿反應(yīng)。用酰肼化的聚L-谷氨酸作為第二組份，兩種組分的水溶液作為前軀體溶液，混合后便得到粘附性水凝膠。反應(yīng)過(guò)程如下：

根據(jù)上述反應(yīng)機(jī)理，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種聚谷氨酸/海藻酸鈉組織粘附性水凝膠，其特征在于該水凝膠是以兒茶酚基團(tuán)接枝的氧化海藻酸鈉為第一組份，以酰肼化聚L-谷氨酸為第二組份，第一組份與第二組份通過(guò)席夫堿反應(yīng)構(gòu)建成水凝膠，調(diào)整凝膠固含量為3％～7％；凝膠第一組份與第二組份的摩爾比為：0.5～1.5:1；兒茶酚基團(tuán)接枝的氧化海藻酸鈉的接枝率為：9％～21％。

一種制備上述的聚谷氨酸/海藻酸鈉組織粘附性水凝膠的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

a.將海藻酸鈉溶于去離子水中，加熱攪拌下至海藻酸鈉完全溶解，然后冷卻至常溫，按海藻酸鈉：高碘酸鈉＝(5～2):1的摩爾比加入高碘酸鈉，在避光條件下反應(yīng)3～24h，加入乙二醇終止反應(yīng)，常溫下在去離子水中透析后凍干，得到氧化海藻酸鈉；