一種聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法
【專利摘要】一種聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，屬于功能性生物高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的生物材料水凝膠主要由殼聚糖衍生物與聚唾液酸連接而成，能形成水凝膠和納米顆粒。該材料可以應(yīng)用于藥物包埋、醫(yī)用敷料、膜材料和組織工程材料等領(lǐng)域，具有抗菌性能、生物相容性、低免疫原性及生物可降解性能。
【專利說明】一種聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，屬功能性生物高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]殼聚糖(chitosan)是甲殼素(chitin)部分或全部脫乙?；蟮漠a(chǎn)物,是帶正電的陽離子聚合物，可與陰離子聚合物形成不溶于水的復(fù)合材料，在生物材料領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。在PH低于6，殼聚糖帶正電，在pH大于6.5，殼聚糖去質(zhì)子化，化學(xué)性質(zhì)活潑，且在高PH下，殼聚糖會形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(水凝膠或膜)。
[0003]殼聚糖具有生物可降解性和生物相容性，抗原性較小。許多研究者將殼聚糖廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和醫(yī)藥領(lǐng)域，比如用作皮膚敷料和傷口修復(fù)材料，因?yàn)闅ぞ厶悄軒椭鷤谟?止血作用、加速組織再生和刺激成纖細(xì)胞合成膠原)。殼聚糖也應(yīng)用于各種藥物的包埋用做緩釋材料；在組織工程上，殼聚糖復(fù)合材料也現(xiàn)強(qiáng)大應(yīng)用價(jià)值。
[0004]聚唾液酸(Polysialicacid)是以唾液酸(sialic acid, NeuAc)單體以 α _2，8糖苷鍵連接而成的同聚物(聚合度50-400dp)，是一些哺乳動物細(xì)胞表面糖蛋白的組成部分和少數(shù)幾種細(xì)菌(奈瑟氏腦膜炎球菌，大腸桿菌Kl株等)的胞外多糖組分。α -2，8連接的聚唾液酸在細(xì)菌多糖中是唯一非免疫原性的(不引起哺乳動物個(gè)體內(nèi)的T細(xì)胞或抗體應(yīng)答)，這也是這些細(xì)菌容易侵入哺乳動物和人體而不被抗體細(xì)胞發(fā)現(xiàn)的原因。目前，許多研究把聚唾液酸應(yīng)用于藥物蛋白修飾以替代PEG，也用作小分子藥物的包埋材料和神經(jīng)細(xì)胞組織工程材料。
[0005]在新生嬰兒大腦的聚唾液酸含量比較高，成人之后，體內(nèi)的細(xì)胞表面神經(jīng)節(jié)苷酯(GM)中有較短的寡聚唾液酸(5~9dp)，并認(rèn)為該寡聚物可有效地導(dǎo)致或者保持對PSA的免疫耐受性。另外，寡聚唾液酸對神經(jīng)細(xì)胞再生具有促進(jìn)作用。中國專利ZL200610011918.1中描述了一種利用唾液酸乳糖與殼聚`糖形成一種能吸附流感病毒的材料；另外加拿大科學(xué)家(US 20120294904 Al)把聚唾液酸與N-三甲基殼聚糖直接反應(yīng)，合成一種可用于包埋抗癌藥物的納米材料。但是，由于聚唾液酸帶負(fù)電，殼聚糖帶正電，兩者在水溶液混合反應(yīng)時(shí)容易形成沉淀，而無法形成水凝膠。另外，在一些催化劑如TPP的作用下，酸性條件下的殼聚糖及其衍生物容易發(fā)生自聚合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，采用活化的聚唾液酸的醛基(-CH0)直接與高取代度的殼聚糖衍生物上氨基(-NH2)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，獲得一種新型水凝膠生物材料。該生物材料可以應(yīng)用于組織工程，尤其是中樞神經(jīng)或坐骨神經(jīng)細(xì)胞的組織工程，也可用于藥物包埋和創(chuàng)面輔料。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，由活化的聚唾液酸與高取代度殼聚糖衍生物連接而成，表示為CS-NH-CH0-PSA，其中:CS為高度衍生物化的殼聚糖，PSA表示為聚唾液酸，醛基和氨基在氰基硼氫化鈉(NaBH3CN)催化作用下形成 Schiff 堿。
[0008]殼聚糖衍生物包括:羧甲基纖維素殼聚糖、羥丙基殼聚糖、N-三甲基殼聚糖等，其中殼聚糖衍生物上-NH2的取代度為50%~85%，分子量為20kDa~500kDa，水溶性好，能形成水凝膠。
[0009]殼聚糖衍生物與活化的聚唾液酸之間的SchifT堿反應(yīng):
【權(quán)利要求】
1.一種聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，其特征在于:由活化的聚唾液酸與高取代度殼聚糖衍生物連接而成，表示為CS-NH-CHO-PSA，其中:CS為高度衍生物化的殼聚糖，PSA表示為聚唾液酸，醛基和氨基在氰基硼氫化鈉NaBH3CN催化作用下形成Schiff堿；工藝為: (1)活化的聚唾液酸的制備 聚唾液酸純品在高碘酸鈉的作用下，非還原末端唾液酸的C-8和C-9上的鄰二醇結(jié)構(gòu)被氧化為活性醛基:將1OOmg純化的聚唾液酸與1OmL 0.lmol/L高碘酸鈉混合，在20°C水浴避光振蕩15min，再加入20mL乙二醇終止反應(yīng)，繼續(xù)振蕩30min，反應(yīng)液在0.02% (NH4)2C03溶液中透析，截留分子量為7kDa，透析24h，濃縮凍干后得到活化的聚唾液酸； (2)CS- NH-CHO-PSA水凝膠的制備 將殼聚糖衍生物溶解于2(T50mM、pH為5_8的磷酸緩沖液或乙酸緩沖液中，殼聚糖衍生物濃度5~50 g/L，按照一定摩爾比例CS = PSA=1: 1_2，加入活化的聚唾液酸和NaBH3CN,使NaBH3CN終濃度達(dá)5 mg/mL，置于密封管中在25°C下振蕩2~24h，結(jié)束后，反應(yīng)液用分子量為20kDa的透析膜進(jìn)行透析處理，除去沒有反應(yīng)的小分子和聚唾液酸，凝膠液冷凍干燥后即得到最終產(chǎn)品CS- NH-CHO-PSA水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，其特征在于，活化的聚唾液酸是指聚唾液酸的非還原末端的C8，C9上羥基在高碘酸納作用下，形成活性醛基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，其特征在于，殼聚糖衍生物是指:羧甲基纖維素殼聚糖、羥丙基殼聚糖或N-三甲基殼聚糖，其中殼聚糖衍生物上-NH2的取代度為50%~85%，分子量為20kDa~500kDa，水溶性好，能形成水凝膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚唾液酸-殼聚糖衍生物水凝膠的制備方法，其特征在于，殼聚糖衍生物與活化的聚唾液酸是通過schiff堿反應(yīng)，形成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】C08G81/00GK103834033SQ201310641090
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】吳劍榮, 詹曉北, 鄭志永, 朱莉 申請人:江南大學(xué)