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【技術領域】。本發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。該材料可以應用于藥物包埋、醫用敷料、膜材料和組織工程材料等領域，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
【技術領域】
[0001]本發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【技術領域】。
【背景技術】
[0002]殼聚糖(chitosan)是甲殼素(chitin)部分或全部脫乙酰基后的產物,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合材料，在生物材料領域有很大的應用潛力。在PH低于6，殼聚糖帶正電，在pH大于6.5，殼聚糖去質子化，化學性質活潑，且在高PH下，殼聚糖會形成網狀結構(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用于醫學和醫藥領域，比如用作皮膚敷料和傷口修復材料，因為殼聚糖能幫助傷口愈合(止血作用、加速組織再生和刺激成纖細胞合成膠原)。殼聚糖也應用于各種藥物的包埋用做緩釋材料；在組織工程上，殼聚糖復合材料也現強大應用價值。
[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)，是一些哺乳動物細胞表面糖蛋白的組成部分和少數幾種細菌(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菌多糖中是唯一非免疫原性的(不引起哺乳動物個體內的T細胞或抗體應答)，這也是這些細菌容易侵入哺乳動物和人體而不被抗體細胞發現的原因。目前，許多研究把聚唾液酸應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細胞組織工程材料。
[0005]在新生嬰兒大腦的聚唾液酸含量比較高，成人之后，體內的細胞表面神經節苷酯(GM)中有較短的寡聚唾液酸(5~9dp)，并認為該寡聚物可有效地導致或者保持對PSA的免疫耐受性。另外，寡聚唾液酸對神經細胞再生具有促進作用。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；另外加拿大科學家(US 20120294904 Al)把聚唾液酸與N-三甲基殼聚糖直接反應，合成一種可用于包埋抗癌藥物的納米材料。但是，由于聚唾液酸帶負電，殼聚糖帶正電，兩者在水溶液混合反應時容易形成沉淀，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生自聚合。
【發明內容】
[0006]本發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)進行化學反應，獲得一種新型水凝膠生物材料。該生物材料可以應用于組織工程，尤其是中樞神經或坐骨神經細胞的組織工程，也可用于藥物包埋和創面輔料。
[0007]本發明的技術方案: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:
【權利要求】
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上的鄰二醇結構被氧化為活性醛基: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，繼續振蕩30min，反應液在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5 mg/mL，置于密封管中在25°C下振蕩2~24h，結束后，反應液用分子量為20kDa的透析膜進行透析處理，除去沒有反應的小分子和聚唾液酸，凝膠液冷凍干燥后即得到最終產品CS- NH-CHO-PSA水凝膠。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，形成穩定的化學結構。
【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 優先權日:2013年12月4日
【發明者】吳劍榮, 詹曉北, 鄭志永, 朱莉 申請人:江南大學