[發明專利]一種海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物水凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201710501813.2
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109134885A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 曹曉東;劉瓊瓊;鄭秋堅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/24;C08L5/04;C08L5/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

本發明公開了一種海藻酸鈉?殼聚糖聚離子復合物水凝膠及其制備方法。本發明的制備方法極大地提高了海藻酸鈉?殼聚糖聚離子復合物溶液的濃度，增加可發生反應的離子對數量，從而提高水凝膠的力學強度，并且實現水凝膠制備過程的可控化操作，可以根據實際需要通過設計模具形狀來制備不同形狀的水凝膠。本發明的制備方法反應條件溫和，不需要交聯劑、光引發劑等化學物質，所制得的藻酸鈉?殼聚糖聚離子復合物水凝膠力學強度可達1.8MPa，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及生物醫用材料技術領域，特別涉及一種海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物水凝膠及其制備方法。

背景技術

海藻酸鈉是從褐藻中提取的、由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸組成的聚陰離子多糖鈉鹽，具有良好的生物相容性、潤滑性和無免疫原性。海藻酸鈉分子鏈上的羧基可以與陽離子或聚陽離子高分子鏈相互作用形成離子交聯制備水凝膠。

水凝膠是一種由高分子相互交聯形成的三維交聯網絡結構，由于大分子鏈上親水基團的存在，使水凝膠中含有大量的水分，與具有粘彈性的軟骨組織較為相似，因此被用作軟骨組織修復的支架材料。根據構成水凝膠三維網絡的交聯方式可以把水凝膠分為化學交聯與物理交聯，其中物理交聯包括氫鍵、靜電相互作用、疏水作用等，與化學交聯方法制備的水凝膠相比，沒有化學交聯劑、光引發劑等可能對細胞產生毒性的化學物質，因此物理交聯方法構建的三維網絡生物相容性相對較好。利用海藻酸鈉分子鏈上的羧酸根與鈣離子之間的螯合作用構建海藻酸鈉-鈣離子交聯水凝膠由于其凝膠化速度快、潤滑性好且生物相容性較好，被廣泛用于軟骨修復水凝膠的研究，但是這種方法制備的水凝膠由于鈣離子在體內容易被其它離子取代，從而導致水凝膠在體內無法穩定存在，而且這種方法制備的水凝膠通常力學強度較低，無法與軟骨組織本身的力學強度相匹配，從而影響軟骨組織修復進程。因此，如何解決海藻酸鈉-鈣離子交聯水凝膠制備過程中的諸多問題，避免使用交聯劑而獲得力學強度較高的水凝膠，成為亟待解決的技術難題。

發明內容

為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物水凝膠的制備方法。

殼聚糖是由甲殼素分子經過脫乙?；玫拇蠓肿?，在結構上與軟骨組織細胞外基質多糖大分子相似，不能溶于水中，但在酸性條件下發生溶解，分子鏈上的氨基轉變為銨根離子。利用殼聚糖不溶于水但溶于酸溶液的特點，將殼聚糖粉末均勻分散在海藻酸鈉溶液中制備海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物溶液，然后將這種溶液注入模具浸泡在酸性溶液中，隨著殼聚糖分子鏈上銨根離子的產生并與海藻酸鈉分子鏈上的羧酸根離子發生離子交聯從而形成具有三維網絡結構的水凝膠。此方法反應條件溫和、操作簡單且不需要交聯劑，所得水凝膠力學強度較高，有望解決海藻酸鈉-鈣離子交聯水凝膠制備過程中的諸多問題。

本發明的另一目的在于提供通過所述方法制備得到的海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物水凝膠。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物溶液的制備：

在海藻酸鈉溶液中加入殼聚糖，攪拌至殼聚糖均勻分散在海藻酸鈉溶液中，得到所述的海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物溶液；

(2)海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物水凝膠的制備：

將步驟(1)制得的海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物溶液注入模具中，浸泡在酸性溶液中，使海藻酸鈉和殼聚糖充分交聯，即得所述的海藻酸鈉-殼聚糖聚離子復合物水凝膠。

步驟(1)中所述的海藻酸鈉和殼聚糖優選按質量比1:0.5～1:1.5配比；進一步優選按質量比4:5～6:5配比。

步驟(1)中所述的攪拌的時間優選為1～40h。