[发明专利]一种甘草次酸温敏凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开的一种凝胶及其制备方法，属功能高分子材料技术领域，具体涉及一种甘草次酸温敏凝胶及其制备方法。

背景技术

肝脏是人体最大的实体器官，对维持生命和内环境的稳定起着举足轻重的作用。然而，肝癌、急性肝衰竭等疾病严重威胁着人类的健康。我国更是世界上肝病的高发区，每年因肝病死亡的人数超过10万，发病率占全球的50％以上。因此，肝脏疾病的治疗成为目前医药卫生领域的重中之重。

在肝病治疗过程中，肝移植是目前最有效、最彻底的治疗手段，但供肝来源短缺、异体免疫排斥等制约了其发展；人工肝的研究和发展为肝病治疗提供了另外一种方法，但它只能暂时缓解症状或者短期延续病人的生命；组织工程学概念的提出，为解决这些难题提供了宝贵的理论依据。

在组织工程学四要素中，生物材料占据最重要的地位。工程化组织常将种子细胞种植在能够提供力学和化学信号的生物活性降解支架上，引导细胞分化与组装成三维组织。高聚物水凝胶内部网络结构中充斥大量水分，具备流体的性质，与充盈有大量水性液体的机体组织非常相似，柔软、润湿的表面以及与组织的亲合性减少了材料对周围组织的刺激，因此，组织工程常采用水凝胶作为细胞释放载体。在这些水凝胶中，一类具有环境刺激响应性的水凝胶，由于具有独特的性质，如温度响应性、pH值响应性、光响应性、生物分子响应性、电场响应性等，在组织工程、药物释放、蛋白质分离、酶的固定、信号传感等领域得到广泛应用。

聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)温度敏感性凝胶在组织工程学方面的研究尤其引人关注。其在水溶液中的临界溶解温度(LCST)为32℃，当环境温度低于32℃时，PNIPAAm表现亲水性，从环境吸水发生溶胀，分子链表现为伸展状态；当环境温度高于32℃时，PNIPAAm表现疏水性，分子链脱水，发生急剧收缩，呈收缩构型。正是由于PNIPAAm凝胶的LCST在人体正常体温(37℃)附近，植入人体时，其体积会发生急剧变化，从而可以应用在组织工程、器官重建、再生医学等领域。

细胞在细胞外基质(ECM)表面进行培养时，互相之间结合，会形成细胞片层。回收细胞片层所用的传统方法是以蛋白酶使细胞外基质(ECM)降解，从而使培养细胞脱附，此时常损及细胞—细胞连接蛋白和细胞膜上表达的受体蛋白，并且得不到完整的细胞片层。将PNIPAAm凝胶应用于细胞培养，利用其温度敏感性可以成功解决这一问题。在人的正常体温(37℃)条件下，将细胞于PNIPAAm凝胶表面培养，待细胞片层形成后，降低环境温度到32℃以下，PNIPAAm分子发生由疏水到亲水的转变，分子链由收缩状态变为伸展状态，这样使细胞片层从基质表面自然脱落。因为无需使用蛋白酶，这使得对酶敏感的细胞如肝细胞和胶质细胞能保持其分化的细胞功能，并得到完整的细胞片层。但由于PNIPAAm生物相容性差，细胞在其上成活率较低，大大限制了PNIPAAm的应用。

肝细胞是一种吸附型细胞，与细菌或某些悬浮型细胞不同，肝细胞不适应悬浮生长，而需要粘附在一个载体的表面以保持其细胞活性和功能。细胞在载体表面的吸附是通过载体表面的配体与细胞表面的受体间的相互作用完成的，在不同的载体和配体表面，细胞会表现出不同的活性、形态和功能。甘草次酸存在于甘草的根、茎部，在传统中药处方中应用极其广泛。很多研究证实，肝实质细胞膜表面存在GA受体，这些结合位点具有高度特异性和饱和性，脂质体经甘草次酸修饰后具有良好的趋肝性和肝细胞靶向性，可在肝脏高度蓄积，广泛应用于肝脏疾病的治疗和肝脏保护中。

针对现有技术的不足，本发明将与肝细胞具有特异结合性的甘草次酸(glycyrrhetinic acid，GA)引入PNIPAAm凝胶，增强支架材料的生物相容性和细胞结合位点，为肝细胞的培养构建一种新型微环境，同时利用PNIPAAm的温度响应性，实现细胞的无损伤脱附。

发明内容

本发明的目的是设计一种新型高分子智能凝胶，该凝胶具有良好的温度响应性和肝细胞特异结合性。而且，通过改变温度，凝胶可以发生亲疏水性转变，用于实现细胞的无损伤脱附。

本发明的技术方案包括甘草次酸温敏凝胶的设计方案和其制备方法的技术方案。

甘草次酸温敏凝胶的制备方法包括：

(1)甘草次酸琥珀酰亚胺活性酯(GSE)的制备