本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種明膠-聚乳酸接枝兩親共聚物納米膠束材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

兩親性聚合物，指聚合物結(jié)構(gòu)中同時存在有親水鏈段和疏水鏈段的聚合物。這種同時具有兩種不同親水特性鏈段的性質(zhì)使得兩親性聚合物可以在特定溶劑（水或者有機相溶劑）中通過熱力學(xué)穩(wěn)定過程，自組裝形成多種形狀不同的兩親性聚合物納米膠束。由于兩親性聚合物納米膠束具有其獨特且在熱力學(xué)系統(tǒng)作用下穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使得其在使用功能上也體現(xiàn)出許多獨有的特質(zhì)，在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。

聚乳酸是一種以可再生的天然生物資源為原料而合成的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，但是它是一種疏水性高分子材料。

明膠是由皮膚、骨骼、軟骨以及韌帶的膠原部分水解的產(chǎn)物，也是一種蛋白質(zhì)，屬于一種天然的生物大分子，具有與膠原相同的氨基酸，其中最主要的四種氨基酸為甘氨酸（glycine）、脯氨酸（proline）、羥脯氨酸（hydroxyproline）、谷氨酸（glutamicacid）；明膠表現(xiàn)出良好的生物相容性、弱抗原性，同時還具有與細(xì)胞較好的粘附作用，由于明膠分子鏈上氨基、羧基、羥基都能與水分子形成氫鍵，所以其具有非常好的親水性。

在突發(fā)性損傷或外科手術(shù)中，快速有效地止血對挽救生命有著重要的意義。如何在短時間內(nèi)止血，已成為許多醫(yī)藥企業(yè)研究的熱點之一。目前，可吸收止血材料，特別是近年研發(fā)的新型體內(nèi)可吸收止血材料，不僅能在極短的時間內(nèi)使血液凝固而達(dá)到快速止血的目的，而且可以在短時間內(nèi)被人體所吸收。

目前，已經(jīng)有纖維蛋白膠、殼聚糖類、可吸收性明膠海綿等止血材料。利用膠原制成的生物材料的止血機理主要是通過與血小板作用來達(dá)到止血目的，具體實現(xiàn)方式為：材料在與血液接觸時，其表面迅速形成了蛋白吸附層，而后引起血小板在材料表面上的聚集粘附，刺激血小板釋放一些亞細(xì)胞顆粒和分泌物，包括各種凝血因子，凝血因子粘附在傷口上，導(dǎo)致血栓形成，填塞受傷血管，達(dá)到止血目的。

然而，通常醫(yī)用凝血需要使用大量的明膠，含有較多的正電荷基團(tuán)，如氨基（-nh2），而正電荷對生物細(xì)胞有一定的損害。本發(fā)明通過聚乳酸的接枝改性得到兩親性聚合物，在保證與明膠有同樣效率的凝血作用下，減少明膠用量，同時減少材料表面的正電荷，減少對其他細(xì)胞的損害，具有良好的醫(yī)用和經(jīng)濟(jì)價值。同時，本發(fā)明闡述的材料在抗菌噴霧、包載藥物方面也具有極大的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1：中國專利，公開號cn103030831b。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種明膠用量少，而且止血效果好的明膠-聚乳酸接枝兩親共聚物納米膠束材料及其制備方法。

本發(fā)明提供的明膠-聚乳酸接枝兩親共聚物納米膠束材料，通過將聚乳酸接枝到天然高分子明膠上，得到一種主鏈明膠親水、側(cè)鏈接枝的聚乳酸鏈段疏水的兩親性高分子材料；兩親性聚合物在特定溶劑（水或者有機相溶劑）自組裝形成納米膠束，可用作凝血材料。聚合物納米膠束的使用，減少了明膠用量，同時降低了明膠表面的正電荷，從而在達(dá)到止血效果的同時減少了對其他細(xì)胞的損害。

本發(fā)明提供的明膠-聚乳酸接枝兩親共聚物納米膠束材料的制備方法，具體步驟如下：

第一步：將明膠和疏水性單體按照質(zhì)量投料比1：4~10加入三口燒瓶中，加入20~40ml二甲基亞砜溶解，抽真空一小時后充入高純氮氣（>99.99%），待原料全部溶解后，加入40~90μl辛酸亞錫，75~95℃反應(yīng)20~30h，得到明膠-聚乳酸接枝共聚物溶液；

第二步：將第一步得到的溶液加入到去離子水中，沉淀除去未參與反應(yīng)的單體以及聚乳酸均聚物，過濾，將濾液轉(zhuǎn)移到透析袋用去離子水透析3天，透析結(jié)束后，冷凍干燥，即得固體聚合物；

第三步：將第二步制備的固體聚合物在常溫下直接溶于水中，配置濃度在0.5~10mg·ml^-1的聚合物溶液，優(yōu)選濃度在5-10mg·ml^-1。

本發(fā)明的原料和試劑皆市售可得。

步驟一中，所述的明膠的數(shù)均分子量約為1×10⁴~5×10⁴。

步驟一中，所述的單體為l-型丙交酯，或者d-型丙交酯，或者dl-型丙交酯，或者乙交酯，或者己內(nèi)酯等生物相容性良好的疏水性單體。

步驟一中，所述的溶液聚合中溶劑是無水二甲基亞砜。

步驟二中，所述的透析袋的截留分子量為3.5×10³~8×10³。

制備的材料在水中能形成均一穩(wěn)定的的膠束。

該納米膠束為球形，粒徑在100~500nm。

該納米膠束表面帶正電荷，電動電位為3~25mv。

該納米膠束與全血混合的濃度為0.1~5mg·ml^-1，2-5分鐘完成凝血。

本發(fā)明制備的聚乳酸/明膠接枝共聚物凝血材料，通過傅里葉變換紅外光譜（ftir）、核磁共振氫譜（¹hnmr）、透射電子顯微鏡（tem）、動態(tài)光散射（dls）、表面張力儀（stm）對其性能進(jìn)行測定。

本發(fā)明所提供的明膠接枝聚乳酸共聚物凝血材料，可廣泛用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括抗菌噴霧、包載藥物方面，特別是可作為一種快速凝血材料使用。

附圖說明

圖1為gel-g-plla納米膠束tem圖。

圖2為實施例1得到的gel-g-plla接枝共聚物的¹hnmr譜圖。

圖3為明膠、丙交酯原料以及實施例1得到的gel-g-plla共聚物的傅里葉紅外光譜圖。

圖4為實施例1得到的gel-g-plla納米膠束的dls粒徑分布圖。

圖5為實施例1得到的gel-g-plla納米膠束的zeta電位譜圖。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。

具體實施方式

下面用實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。

實施例1

取明膠（數(shù)均分子量為1.2×10⁴）2g、丙交酯8g（投料比為1：4）置于三口燒瓶中，抽真空一小時，加入40ml二甲基亞砜溶解，并且保證氮氣環(huán)境，油浴加熱到85℃，待原料溶解完全之后加入40μl辛酸亞錫，在85℃，氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)24小時，得到明膠-聚乳酸接枝共聚物反應(yīng)液；將反應(yīng)液用蒸餾水沉淀，除去未參與反應(yīng)的反應(yīng)物、聚乳酸均聚物，將上述溶液轉(zhuǎn)移到透析袋透析3天，透析結(jié)束后，冷凍干燥，即得固體產(chǎn)物。

gel-g-plla納米膠束tem圖（圖1所示），顯示納米膠束為形狀均勻的球形。

¹hnmr譜圖（圖2所示）是以氘代二甲基亞砜作為溶劑測得的液體核磁譜圖，在產(chǎn)物的譜圖中出現(xiàn)了1.5ppm左右的兩重峰和5.2ppm左右的四重峰，這分別是聚乳酸中的ch3和ch中氫的歸屬峰。

傅里葉紅外光譜圖（圖3所示）中1710cm^-1左右的吸收峰為羰基（酰胺或酯）的吸收峰；其中830cm^-1左右的吸收峰為酰胺中n-h的面外變形振動峰，比明膠中的相對吸收峰強度更強，由此說明明膠中的氨基與聚乳酸鏈中的羧基發(fā)生了化學(xué)鍵的結(jié)合，生成酰胺鍵，合成了接枝共聚物；同時明膠中1620cm^-1為c=o的振動峰，1528cm^-1的吸收峰為氨基的彎曲振動峰，在接枝共聚物譜圖中，1528cm^-1的相對強度變?nèi)趿?，?620cm^-1變強了，同樣說明明膠中氨基參與反應(yīng)，生成了酰胺鍵；3100-3500cm^-1左右的吸收峰為氨基的n-h和o-h的伸縮振動峰，在接枝共聚物譜圖中，此峰的相對強度變?nèi)趿耍f明明膠中氨基、羥基參與反應(yīng)，得到了接枝共聚物。

gel-g-plla納米膠束的dls粒徑分布圖（圖4所示）表明納米膠束平均粒徑為230nm。

gel-g-plla納米膠束的zeta電位譜圖（圖5所示）表明其zeta電位為11.7mv。

納米膠束和全血混合后的濃度分別為是0.1mg·ml^-1、0.5mg·ml^-1、1mg·ml^-1、5mg·ml^-1，0.5mg·ml^-1和1mg·ml^-1的凝血時間均是2分鐘，而0.1mg·ml^-1的由于膠束濃度較低，5mg·ml^-1的由于血液濃度較低，在5分鐘全凝，結(jié)果表明接枝共聚物具有快速凝血的性能。

實施例2

取明膠（數(shù)均分子量為1.2×10⁴）2g、丙交酯16g（投料比為1：8）置于三口燒瓶中，抽真空一小時，加入40ml二甲基亞砜溶解，并且保證氮氣環(huán)境，油浴加熱到85℃，待原料溶解完全之后加入72μl辛酸亞錫，在85℃，氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)24小時，得到明膠-聚乳酸接枝共聚物反應(yīng)液；將反應(yīng)液用蒸餾水沉淀，除去未參與反應(yīng)的反應(yīng)物、聚乳酸均聚物，將上述溶液轉(zhuǎn)移到透析袋透析3天，透析結(jié)束后，冷凍干燥，即得固體產(chǎn)物。

實施例3

取明膠（數(shù)均分子量為1.2×10⁴）2g、丙交酯20g（投料比為1：10）置于三口燒瓶中，抽真空一小時，加入40ml二甲基亞砜溶解，并且保證氮氣環(huán)境，油浴加熱到85℃，待原料溶解完全之后加入88μl辛酸亞錫，在85℃，氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)24小時，得到明膠-聚乳酸接枝共聚物反應(yīng)液；將反應(yīng)液用蒸餾水沉淀，除去未參與反應(yīng)的反應(yīng)物、聚乳酸均聚物，將上述溶液轉(zhuǎn)移到透析袋透析3天，透析結(jié)束后，冷凍干燥，即得固體產(chǎn)物。

實施例4

取明膠（數(shù)均分子量為2.9×10⁴）2g、丙交酯4g（投料比為1：2）置于三口燒瓶中，抽真空一小時，加入40ml二甲基亞砜溶解，并且保證氮氣環(huán)境，油浴加熱到85℃，待原料溶解完全之后加入77μl辛酸亞錫，在85℃，氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)24小時，得到明膠-聚乳酸接枝共聚物反應(yīng)液；將反應(yīng)液用蒸餾水沉淀，除去未參與反應(yīng)的反應(yīng)物、聚乳酸均聚物，將上述溶液轉(zhuǎn)移到透析袋透析3天，透析結(jié)束后，冷凍干燥，即得固體產(chǎn)物。

實施例5

取明膠（數(shù)均分子量為3.8×10⁴）3g、丙交酯4g（投料比為3：4）置于三口燒瓶中，抽真空一小時，加入40ml二甲基亞砜溶解，并且保證氮氣環(huán)境，油浴加熱到85℃，待原料溶解完全之后加入87μl辛酸亞錫，在85℃，氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)24小時，得到明膠-聚乳酸接枝共聚物反應(yīng)液；將反應(yīng)液用蒸餾水沉淀，除去未參與反應(yīng)的反應(yīng)物、聚乳酸均聚物，將上述溶液轉(zhuǎn)移到透析袋透析3天，透析結(jié)束后，冷凍干燥，即得固體產(chǎn)物。

實施例6

取明膠（數(shù)均分子量為1.2×10⁴）2g、己內(nèi)酯8g（投料比為1：4）置于三口燒瓶中，抽真空一小時，加入40ml二甲基亞砜溶解，并且保證氮氣環(huán)境，油浴加熱到85℃，待原料溶解完全之后加入40μl辛酸亞錫，在85℃，氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)24小時，得到明膠-聚乳酸接枝共聚物反應(yīng)液；將反應(yīng)液用蒸餾水沉淀，除去未參與反應(yīng)的反應(yīng)物、聚乳酸均聚物，將上述溶液轉(zhuǎn)移到透析袋透析3天，透析結(jié)束后，冷凍干燥，即得固體產(chǎn)物。

實施例2-6所得到的納米膠束，與實施例的納米膠束具有類似的形貌和相同的特性，均可作為理想的凝血材料。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。