一種高強度殼聚糖物理水凝膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強度殼聚糖物理水凝膠的制備。本發(fā)明使用一類水性溶劑在低溫下溶解殼聚糖，得到具有溫度敏感性的殼聚糖水溶液。該殼聚糖水溶液在升溫條件下凝膠化形成單組份殼聚糖物理水凝膠。經(jīng)透析除去凝膠中的無機組分，凝膠強度大大增強，得到高強度的殼聚糖物理凝膠。利用該法制備的殼聚糖水凝膠壓縮強度可達兆帕級別。該制備方法簡單易行，可利用模具得到不同形狀和尺寸的凝膠。由于完全不使用交聯(lián)劑，得到的殼聚糖水凝膠可完全生物降解。本發(fā)明制備的高強度殼聚糖物理水凝膠可用于傷口輔料、組織工程、污水處理等領域。
【專利說明】一種高強度殼聚糖物理水凝膠的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強度殼聚糖物理水凝膠的制備方法，屬于天然生物高分子材料領域，也屬于生物醫(yī)用材料領域。
【背景技術】
[0002]殼聚糖是自然界儲量第二大的天然高分子資源甲殼素經(jīng)脫乙?；玫?，具有優(yōu)良的生物相容性、生物可降解性和天然抗菌性，在藥物傳遞、組織工程、傷口輔料等生物醫(yī)學領域有廣泛的應用。
[0003]在殼聚糖材料的應用中，殼聚糖凝膠占據(jù)了重要的地位。它經(jīng)常被用在傷口輔料、注射型組織工程支架和藥物傳遞等領域中。物理交聯(lián)的殼聚糖凝膠雖有生物可降解性好的優(yōu)勢，但機械強度很低?；瘜W交聯(lián)的殼聚糖凝膠需加入戊二醛、甲醛、京尼平等交聯(lián)劑。這些交聯(lián)劑具有一定毒性，殘留的交聯(lián)劑可對人體造成損害?；瘜W交聯(lián)也影響殼聚糖在人體中的生物降解。雖然化學交聯(lián)的殼聚糖凝膠的強度較物理凝膠有所提高，但依然不能滿足其生物醫(yī)學等領域的應用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在不使用任何交聯(lián)劑的條件下制備具有高物理性能和良好生物相容性可降解性的殼聚糖物理水凝膠。
[0005]本發(fā)明制備高強度殼聚糖物理水凝膠的步驟為3步。
[0006]首先將殼聚糖溶解在水性溶劑中。殼聚糖脫乙酰度為50% -90%、分子量為10萬-80萬。水性溶劑的組成為堿Iwt %-1Owt 尿素2wt %-20wt 其余為水。堿可為氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀。在低溫下殼聚糖能很好地溶解在水性溶劑中，得到Iwt % _7wt%的殼聚糖水溶液。
[0007]第二步利用上述殼聚糖水溶液的溫度敏感性，在25-75攝氏度下，溶液發(fā)生凝膠化，得到殼聚糖水凝膠。凝膠化時間為2-72h。溫度越高，凝膠化時間越短。在這一步驟中，可將殼聚糖溶液注入不同形狀和尺寸的模具，得到相應形狀和尺寸的殼聚糖水凝膠。
[0008]第二步中得到的水凝膠強度較差。第三步將凝膠置于去離子水中透析，除去堿和尿素。在此過程中殼聚糖分子鏈相互纏結，機械強度大幅提高，最終得到高強度殼聚糖物理水凝膠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1、殼聚糖水性溶液凝膠化過程的流變學表征。
[0010]圖2、所制備的殼聚糖水凝膠照片。
[0011]圖3、所制備的殼聚糖水凝膠機械性能表征。
【具體實施方式】[0012]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。但本發(fā)明并不限于下列實施例。
[0013]實施例1:
[0014]稱取7g氫氧化鈉和12g尿素溶解于81g水中，得到水性溶劑。加入3g脫乙酰度為85%、分子量為60萬的殼聚糖，在低溫下攪拌溶解。倒入6孔細胞培養(yǎng)板中，在45°C凝膠化4h。取出凝膠塊置于去離子水中透析。該凝膠塊壓縮強度為0.2MPa
[0015]實施例2:
[0016]稱取7g氫氧化鈉和12g尿素溶解于81g水中，得到水性溶劑。加入4g脫乙酰度為85%、分子量為60萬的殼聚糖，在低溫下攪拌溶解。倒入6孔細胞培養(yǎng)板中，在45°C凝膠化4h。取出凝膠塊置于去離子水中透析。該凝膠塊壓縮強度為0.5MPa [0017]實施例3:
[0018]稱取7g氫氧化鈉和12g尿素溶解于81g水中，得到水性溶劑。加入6g脫乙酰度為85%、分子量為60萬的殼聚糖，在低溫下攪拌溶解。倒入6孔細胞培養(yǎng)板中，在45°C凝膠化4h。取出凝膠塊置于去離子水中透析。該凝膠塊壓縮強度為0.95MPa。
【權利要求】
1.一種殼聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于得到的水凝膠具有高的機械強度。
2.一種殼聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于不使用任何交聯(lián)劑，得到的水凝膠為單組份殼聚糖，可完全生物降解。
3.一種殼聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于通過以下三步制備高強度殼聚糖物理水凝膠:(I)在水性溶劑中溶解，(2)升溫凝膠化，以及(3)透析處理。
4.權利要求3中所述殼聚糖分子量為10萬-80萬、脫乙酰度為50%-90%，最終溶液中質(zhì)量分數(shù)為1% _7%。
5.權利要求3中所用的水性溶劑組分為堿1%-1Owt %，尿素2% -20wt%，其余為水。
6.權利要求3中所述凝膠化條件為溫度為25-75攝氏度，凝膠時間2-72h。
【文檔編號】C08J3/075GK103739855SQ201410012611
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權日:2014年1月3日
【發(fā)明者】張擁軍, 李沖, 關英 申請人:南開大學