[发明专利]一种对葡萄糖敏感可自控释胰岛素的生物材料的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种对葡萄糖敏感、可自控释胰岛素的生物材料的制备方 法，特别是一种对葡萄糖敏感的葡聚糖-伴刀豆球蛋白A基胰岛素自控 释生物载体材料的制备新方法，属于药物控释与生物材料技术领域。

(二)背景技术

胰岛素依赖型糖尿病(I型)是一种全身性慢性代谢系统疾病，对人 体健康的危害大。胰岛素控释给药是目前治疗I型糖尿病的有效方法。近 几年针对I型糖尿病研究开发的自调节式植物外源凝集素-糖类衍生物 智能型胰岛素给药载体系统，为糖尿病的治疗提供了一条新途径。该载体 系统主要利用植物外源凝集素(如伴刀豆球蛋白A)与寡糖的特异性结合 特性，将植物外源凝集素与葡萄糖或葡聚糖的聚合物形成凝胶-溶胶互变 系统，通过血液中游离葡萄糖分子在植物外源集素位点的竞争结合，使得 载体由凝胶态变为溶胶态，释放胰岛素；当血糖浓度低于一定值时，溶胶 又变为凝胶网络，恢复原状，胰岛素不再释放。该系统对葡萄糖的特异性 高，在体内生理环境下能够发挥控释作用，凝胶-溶胶间的互变迅速，重 复性好。因此，对血糖浓度的变化较敏感，响应性良好。

现有文献资料中(Tanna等，Biomaterials 2006，27：1586-1597)曾利 用紫外线诱导聚合方法，制备得到了对葡萄糖敏感的葡聚糖-伴刀豆球蛋 白A基生物水凝胶材料，可用于胰岛素的自调节控释。但是，该聚合方 法尚不易实现大规模生产，所得到的载体系统敏感性能及自控释性能仍需 进一步改善。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种制备自调节式植物外源凝集素-糖类衍生 物智能型胰岛素给药载体系统的新方法。

为达到发明目的，本发明提供一种利用自由基聚合方法制备自调节式 植物外源凝集素-糖类衍生物智能型胰岛素给药生物载体材料的新方法， 所述方法如下：

一种对葡萄糖敏感、可自控释胰岛素的生物材料的制备方法，所述方 法包括：(1)将质量比为1∶0.5～2.0的带C＝C双键的葡聚糖衍生物单体 和带C＝C双键的伴刀豆球蛋白A衍生物单体溶于pH5～9的缓冲液中，得 到单体总浓度为50～150mg/L的单体溶液；(2)向单体溶液中加入催化剂， 于30～50℃下进行自由基聚合反应，反应结束后透析(用去离子水和截留 分子量8～15kDa的透析膜透析3～7天)去除未反应物，得到所述生物材 料；所述带C＝C双键的葡聚糖衍生物单体为C3～C6烯基(优选C3～C4 烯基)取代的葡聚糖，带C＝C双键的伴刀豆球蛋白A衍生物为C3～C6 烯基(优选C3～C4烯基)取代的伴刀豆球蛋白；所述催化剂为过硫酸铵 和四甲基乙二胺的混合物。

优选的，所述带C＝C双键的葡聚糖衍生物单体为烯丙基葡聚糖或甲 基烯丙基葡聚糖，分子量10～100KDa、取代度为10～18％；所述带C＝C 双键的伴刀豆球蛋白A衍生物为烯丙基伴刀豆球蛋白。

所述缓冲液pH 5～9，浓度10～200mM，优选为下列之一：①磷酸盐 缓冲液、②Tris-盐酸缓冲液、③磷酸盐-柠檬酸溶液。

葡聚糖衍生物单体和伴刀豆球蛋白A衍生物单体总和：过硫酸铵∶ 四甲基乙二胺的质量比为1∶0.02～0.1∶0.01～0.1。

优选的，葡聚糖衍生物单体和伴刀豆球蛋白A衍生物单体总和：过 硫酸铵∶四甲基乙二胺的质量比为1∶0.05∶0.02。

自由基聚合反应的适宜温度在30～60℃，反应时间5～120min。

所述的烯丙基葡聚糖(或甲基烯丙基葡聚糖)和烯丙基伴刀豆球蛋白 A可参照文献资料中(Tanna等，Biomaterials 2006，27：1586-1597)提供 的反应路径制备得到，但制备条件不同。

具体的，所述甲基烯丙基葡聚糖由如下方法制备得到：以分子量 10～100kDa的葡聚糖与甲基丙烯酸酐为反应底物，以二甲亚砜为溶剂， 4-二甲氨基吡啶为催化剂，葡聚糖初始浓度5.5～6.8mg/mL，甲基丙烯酸 酐初始浓度1.0～1.3mg/mL，催化剂与甲基丙烯酸酐的质量比为0.1～0.2∶ 1，在48～55℃下进行烯丙基化衍生反应12～36h，反应结束后去离子水透 析(透析膜截留分子量8～15KDa)1周，得到取代度10～18％的甲基烯丙 基葡聚糖。