[發(fā)明專利]一種共價反應(yīng)制備的新型的3D結(jié)構(gòu)生物高分子材料及其合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010024053.2
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111214695A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛業(yè)華;丁勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中美醫(yī)藥科技河北有限公司
• 主分類號: A61L15/28
• 分類號: A61L15/28;A61L15/62;A61L15/64;A61L15/42;A61L27/58;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/20;A61K47/36;C08B37/08;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京慧而行專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11841
• 代理人: 李銳

本發(fā)明公開了一種共價反應(yīng)制備的新型的3D結(jié)構(gòu)生物高分子材料及其合成方法。該3D結(jié)構(gòu)生物高分子材料是在溫和條件下采用特定結(jié)構(gòu)、特定比例和反應(yīng)濃度的交聯(lián)劑，對甲殼素類高分子材料進(jìn)行化學(xué)改性得到，使其物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，極大增加了其降解半衰期或溶解時間，可以用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)尤其是醫(yī)藥領(lǐng)域，特別是應(yīng)用在生物敷料、可吸收生物材料和藥物緩控釋用途上。其3D微觀結(jié)構(gòu)，更適合藥物緩控釋的應(yīng)用，細(xì)胞培養(yǎng)以及組織工程學(xué)上的應(yīng)用。本發(fā)明的3D結(jié)構(gòu)生物高分子材料未用到目前所報(bào)道的劇毒試劑，合成路線便于生產(chǎn)和質(zhì)量控制，可以方便轉(zhuǎn)化為不同領(lǐng)域的產(chǎn)品。將在各領(lǐng)域尤其是醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用中有極大的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的3D結(jié)構(gòu)生物高分子材料。

背景技術(shù)

甲殼素是僅次于纖維素的第二大多糖類化合物，資源豐富，并且其分子結(jié)構(gòu)上含有酰胺、羥基等官能基團(tuán)，易于化學(xué)修飾，可生成性能各異的各種衍生物，其應(yīng)用前景十分廣泛，應(yīng)用潛能巨大，在傷口敷料、止血材料、組織工程支架及藥物釋放等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。

通過對甲殼素及衍生物進(jìn)行交聯(lián)改性，從而調(diào)整其各式性能。現(xiàn)有技術(shù)中改性主要包括輻射交聯(lián)、離子交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。輻射交聯(lián)對設(shè)備要求較高，離子交聯(lián)得到凝膠強(qiáng)度不夠。而化學(xué)交聯(lián)過程可控，產(chǎn)物性能最為穩(wěn)定，成為殼聚糖改性的研究熱點(diǎn)。

但是現(xiàn)有殼聚糖改性研究中，常見的交聯(lián)劑是雙官能團(tuán)的線性交聯(lián)劑，比如常見的醛類、環(huán)氧類、聚乙二醇類交聯(lián)劑，以及亰平尼等天然交聯(lián)劑。這類交聯(lián)劑要么具有較大細(xì)胞毒性不夠綠色環(huán)保、要么需要通過復(fù)雜工藝對多糖或交聯(lián)劑進(jìn)行官能化改性，反應(yīng)條件較為劇烈，且形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠。雖然近年來已經(jīng)有研究報(bào)道使用多臂結(jié)構(gòu)交聯(lián)劑改性殼聚糖以進(jìn)一步提高交聯(lián)密度。但其都只單一地關(guān)注某一方面的性能提升，并且采用了復(fù)雜的生產(chǎn)工藝。通過查閱文獻(xiàn)資料，目前還沒有一種兼具工藝簡單、綠色環(huán)保、強(qiáng)度高、優(yōu)良緩慢降解和抗溶解性能等特點(diǎn)于一身，且用途廣泛的甲殼素衍生物高分子材料。本發(fā)明首次報(bào)道了一種通過簡單的冷凍和常溫處理，且不采用任何醛類、酸酐、強(qiáng)堿或強(qiáng)酸的反應(yīng)條件合成化學(xué)交聯(lián)的新型高分子材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種共價反應(yīng)制備的新型的3D結(jié)構(gòu)生物高分子材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種共價反應(yīng)制備的新型的3D結(jié)構(gòu)生物高分子材料，包括以下步驟：

1)將甲殼素類高分子材料、反應(yīng)添加劑、水、助溶劑按一定比例混合，攪拌溶解得到料液；

2)將料液倒入金屬模具中，按照不同的處理方法，可以得到具有3D結(jié)構(gòu)的生物膜、生物凝膠和生物海綿。

3)如需得到生物膜，則處理的方法為：將所有原料按比例混合形成的溶液，然后將溶液倒入金屬模具中，放入冰箱冷凍1—24小時，冷凍溫度為-15℃及以下，然后放入干燥箱升溫干燥，干燥溫度不超過60℃，水分蒸發(fā)完全后，得到具有3D結(jié)構(gòu)的生物膜。

4)如需得到生物凝膠，則處理的方法為：將所有原料按比例混合形成的溶液，然后將溶液倒入金屬模具中，放入冰箱冷凍1—24小時，冷凍溫度為-15℃及以下，然后放入烘箱密封升溫加熱，加熱溫度為不超過60℃，加熱時間為2—10天，得到具有3D結(jié)構(gòu)的生物凝膠。

5)如需得到生物海綿，則處理的方法為：將所有原料按比例混合形成的溶液，然后將溶液倒入金屬模具中，將裝有溶液的模具放入冰箱冷凍1—24小時，冷凍溫度為-15℃及以下，然后放入真空干燥箱內(nèi)升溫干燥，干燥溫度為40℃及以下，干燥時間為1—5天，得到具有3D結(jié)構(gòu)的生物海綿。

步驟1)中，所述水溶性甲殼素類高分子材料為甲殼素、甲殼胺(脫乙酰度55％以上的甲殼素)、甲殼素/甲殼胺衍生物、甲殼胺/甲殼素的有機(jī)酸鹽和無機(jī)酸鹽)；所述反應(yīng)添加劑的結(jié)構(gòu)式特征為式1：