[發(fā)明專利]一種殼聚糖基/功能化的殼聚糖基水凝膠及其制備以及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010454913.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111574756B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀超良;任慧;張震;鄒政;陳學(xué)思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08L5/08
• 分類號(hào): C08L5/08;C08L71/02;C08J3/075;C12N5/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 任美玲

一種殼聚糖基/功能化的殼聚糖基水凝膠及其制備以及應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種殼聚糖基/功能化的殼聚糖基水凝膠，其特征在于，由殼聚糖、交聯(lián)劑和溶劑制備而成；所述交聯(lián)劑選自包含具有式(I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式(II)結(jié)構(gòu)的端基。本發(fā)明可以在生理?xiàng)l件下，低濃度快速形水凝膠；另外，還可以通過(guò)引入生物活性組分制備功能化殼聚糖基水凝膠；除此之外，本發(fā)明還可以通過(guò)改變殼聚糖的分子量、交聯(lián)劑的分子量、殼聚糖的濃度、交聯(lián)劑濃度，以及殼聚糖和交聯(lián)劑的比例來(lái)制備具有不同物理化學(xué)性能的水凝膠材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多糖類高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖基/功能化的殼聚糖基水凝膠及其制備以及應(yīng)用。

背景技術(shù)

水凝膠是通過(guò)化學(xué)鍵、氫鍵、范德華力或物理纏結(jié)等方式交聯(lián)的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一類特殊軟濕性材料，可以在水或生物體液中溶脹但不溶解，兼具有固態(tài)和液態(tài)兩種性能。在溶脹狀態(tài)下，水凝膠的網(wǎng)絡(luò)中充滿了大量水分，從而具有一定的流體性質(zhì)；溶解于水或體液中的低分子量物質(zhì)可以通過(guò)滲透擴(kuò)散的方式在水凝膠中傳遞，使其具有膜的特性。水凝膠吸水膨脹的特性以及對(duì)小分子的滲透擴(kuò)散使其具有良好的生物相容性，且水凝膠材料具有良好的柔韌性和高彈性，可以極大的減少對(duì)細(xì)胞的損傷。除此之外，水凝膠在物理性質(zhì)上與生物活體組織類似，因此，水凝膠材料可廣泛應(yīng)用于藥物釋放，3D細(xì)胞培養(yǎng)，組織修復(fù)等生物醫(yī)療行業(yè)。

殼聚糖是天然活性高分子材料，是一種具有弱堿性且?guī)д姾傻奶烊欢嗵恰{借其良好的生物相容性，生物可降解性，抗菌活性，抗氧化活性和粘膜粘附性質(zhì)而廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。目前制備殼聚糖基水凝膠主要分為物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)兩種方式。物理交聯(lián)存在機(jī)械強(qiáng)度不高，穩(wěn)定性差，降解過(guò)程難以控制等缺點(diǎn)。相比于物理凝膠，化學(xué)凝膠可以通過(guò)控制聚合物官能團(tuán)之間的反應(yīng)，有效控制溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變速率，機(jī)械強(qiáng)度以及降解速率。而且可以通過(guò)化學(xué)方法對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行較為精確的設(shè)計(jì)，因此，化學(xué)交聯(lián)的方式應(yīng)用更為廣泛。

現(xiàn)有殼聚糖基水凝膠，主要是利用殼聚糖分子上的氨基官能團(tuán)交聯(lián)成膠的，如季胺化殼聚糖與聚(環(huán)氧乙烷)-b-聚(環(huán)氧丙烷)-b-聚(環(huán)氧乙烷)嵌段共聚物形成的殼聚糖基水凝膠(Biomaterials，2018，183；185–199),但其高的成膠濃度進(jìn)一步限制了其應(yīng)用。還比如將可光交聯(lián)的甲基丙烯酸酯基團(tuán)接枝在殼聚糖上，通過(guò)紫外線(UV)照射進(jìn)行凝膠化(Acta Biomaterial.2015,27：66-76)。但是光引發(fā)劑的使用會(huì)通過(guò)UV暴露和氧化應(yīng)激損害細(xì)胞。因此，現(xiàn)有殼聚糖基水凝膠的制備方法存在成膠濃度高和成膠條件苛刻等問(wèn)題，這很大程度上限制了殼聚糖基水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種殼聚糖基/功能化的殼聚糖基水凝膠及其制備以及應(yīng)用，本發(fā)明提供的殼聚糖基水凝膠可以在生理?xiàng)l件下，低濃度快速形水凝膠。

本發(fā)明提供了一種殼聚糖基/功能化的殼聚糖基水凝膠，由改性殼聚糖、交聯(lián)劑和溶劑制備而成；

所述交聯(lián)劑選自包含具有式(I)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元和具有式(II)結(jié)構(gòu)的端基；

優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑選自具有式(III)～式(V)結(jié)構(gòu)的化合物中的一種或多種；

其中，a為聚合度，40≤a≤1000；

b為聚合度，10≤b≤250；

c為聚合度，5≤c≤125；

R的結(jié)構(gòu)式為：

優(yōu)選的，所述改性殼聚糖具有式(VI)、式(VII)或式(VIII)結(jié)構(gòu)；

n為聚合度，100≤n≤5000。