[发明专利]一种多层水凝胶及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子水凝胶，尤其是涉及一种多层水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

高分子水凝胶由于其独特的物理化学性质已经受到了人们极大的关注，多糖类水凝胶由于其无毒性、生物相容性、生物降解性等优点，使其在食品、化妆品、生物医学领域具有独特的优势。

水凝胶按照其制备方法大体可以分为两类，第一类是通过物理的方法，如通过次价键(氢键)交联制备而得的，称之为物理凝胶。第二类是通过化学键交联制备而得的，称之为化学凝胶。化学凝胶由于其分子链之间通过化学键相连，因此比物理凝胶具有更优异的力学性质。水凝胶按照其取材来源可以分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶。由于天然高分子水凝胶取材广泛，资源可再生，生物相容性佳及可降解等优势，因此其研究与应用受到越来越广泛的关注。

聚多糖类水凝胶作为天然高分子水凝胶中的一大类，包括壳聚糖、淀粉、海藻酸盐、琼脂糖、透明质酸盐、多肽蛋白质等水凝胶，具有优异的生物相容性和生物降解性，在生物医学工程领域具有广泛的应用。近年来，关于多糖类水凝胶的报道呈现爆炸性趋势，其中以壳聚糖水凝胶的应用最受关注。Alonso等(Calvo P，Vila-Jato J L，Alonso M J，et al.Novelhydrophilic chitosan-polyethylene oxide nanoparticles as protein carriers[J]Journal of AppliedPolymer Science，1997，63(1)：125-132)将壳聚糖/聚氧化乙烯(CS/PEO)混合溶液与聚阴离子(TPP)溶液简单混合，利用共沉淀法，制备出了尺寸在200-1000nm范围的CS/PEO-PPO纳米粒子。此外，他们还研究了这种纳米粒子的载药性，发现该纳米粒子对蛋白质类药物的包埋率达到80％以上，所载药物在体内的释放时间超过了一周。Mumper等(MacLaughlin F C，Mumper R J，Wang J J，et al.Chitosan and depolymerized chitosan oligomers as condensingcarriers for in vivo plasmid delivery[J]Journal of Controlled Release，1998，56(1-3)：259-272)研究了壳聚糖作为基因载体的潜在应用。他们发现，由于壳聚糖的无毒性以及与基因的优异结合能力，使得壳聚糖可以作为一种比较理想的基因载体。经实验结果证实，载有基因的壳聚糖粒子确实被靶向传输进入细胞内。Elder等(Nettles D L，Elder S H，Gilbert J A，et al.PotentialUse of Chitosan as a Cell Scaffold Material for Cartilage Tissue Engineering[J]Tissue engineering，2002，8(6)：1009-1016)将壳聚糖水凝胶经冷冻干燥制备的多孔支架，并将动物的软骨细胞种植其中用于骨组织修复。实验发现，软骨细胞在壳聚糖支架表面生长；并且，通过荧光标记探测到在壳聚糖与软骨细胞周围产生了大量的细胞外基质；这充分说明壳聚糖支架材料在组织修复工程中具有很好的应用价值。