[發明專利]一種納米甲殼素增強海藻酸鈣水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201811560748.1
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109705406B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 杜予民;龐知益;賈夢婷;高慧敏;漆雕良仁
• 申請（專利權）人: 華山科技股份有限公司;武漢大學
• 主分類號: C08L5/08
• 分類號: C08L5/08;C08L5/04;C08J3/075;A61L27/52;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 吳楚

本發明公開了一種納米甲殼素增強海藻酸鈣水凝膠的制備方法。將納米甲殼素與海藻酸鈉溶液混合均勻，浸泡在CaCl₂溶液中，得到網絡結構均勻的水凝膠。作為海藻酸水凝膠的增強材料，可通過調控納米甲殼素的含量來控制其孔徑尺寸及力學強度。本發明提供的水凝膠具有良好的生物相容性、優異的力學性能，操作簡單方便、成本低、安全毒性，適合大規模生產。在高端生物醫用材料、組織器官修復替代材料等多領域具有廣泛應用前景。

技術領域

本發明涉及一種納米甲殼素增強海藻酸鈣水凝膠的制備方法，屬于生物醫用材料領域。

背景技術

據估算，全球超過2億人患有骨質疏松、骨折、骨缺損等骨科癥狀。因此，借助支架或植入體引導骨組織再生是極具挑戰性的醫學難題。理想的生物支架應具備生物相容性和力學性能。單一組分材料很難滿足所有要求，因此，多組分的復合凝膠成為骨組織再生領域的研究熱點。

甲殼素，化學名稱為β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-吡喃葡聚糖，又名甲殼質或幾丁質，是地球上存在量僅次于纖維素的多糖，廣泛存在于蝦蟹等甲殼動物及各類昆蟲的表皮和烏賊貝類等軟體動物的骨骼以及蘑菇和菌類的細胞壁中。甲殼素具有無毒抗菌性、良好的生物相容和生物降解性，被廣泛用于多功能材料，特別是在生物醫用材料，組織器官修復替代材料等領域展現出廣闊的應用前景。甲殼素晶須或納米纖維具有較高的長徑比、比表面積大，模量高，同時保持了甲殼素生物活性。

海藻酸鈉是一種天然高分子多糖，從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取碘和甘露醇之后的副產物，儲量豐富，有生物相容性好、可生物降解、無毒副作用，以及優異的吸濕性能、凝膠性能和生物活性，被廣泛應用于生物醫藥、食品等領域。單純的海藻酸鈣凝膠強度不高，且較難與細胞相互作用。需要添加其它材料來增強其壓縮強度，提高與細胞的粘附性。相比非生物相容的納米粒子，甲殼素晶須或納米纖維更適合作為生物材料的增強材料。同時，甲殼素晶須或納米纖維的引入可促進成骨細胞在復合凝膠上的粘附和增殖。TEMPO氧化甲殼素后，甲殼素帶負電，可以在水中與同樣帶負電的海藻酸鈉共混，操作簡單。因此，復合凝膠有望作為骨組織工程支架材料應用于組織工程領域。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種納米甲殼素增強海藻酸鈣水凝膠的制備方法。制備過程簡單，適合大規模生產。

本發明解決上述技術問題所采用的方案是：

一種納米甲殼素增強海藻酸鈣水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)配制質量分數為0.5-2wt％的納米甲殼素水分散液；

(2)常溫下，在步驟(1)所得分散液中加入海藻酸鈉粉末攪拌溶解，使所得混合溶液中海藻酸鈉的質量分數為1-3wt％；

(3)將步驟(2)所得混合溶液倒入模具中，在質量分數為0.5-3wt％的CaCl₂溶液中浸泡固化；

(4)將步驟(3)所得水凝膠用蒸餾水浸泡洗凈，即得納米甲殼素/海藻酸鈣復合水凝膠。

優選地，海藻酸鈉與納米甲殼素的質量比為1:2～6:1。

優選地，所得納米甲殼素為由α-甲殼素或β-甲殼素采用TEMPO氧化法制備得到的甲殼素納米晶須或甲殼素納米纖維。

本發明還提供了一種納米甲殼素/海藻酸鈣復合水凝膠，采用上述的方法制備得到。

上述納米甲殼素/海藻酸鈣復合水凝膠應用于在骨組織工程支架材料領域時，所述海藻酸鈉與納米甲殼素的質量比為3:1～3:2。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1，本發明復合凝膠由天然多糖構筑，具有良好的生物相容性、降解性、無毒性，可潛在地應用骨組織工程支架。