[发明专利]一种双亲性共聚物改性壳聚糖复合物的制备及应用

说明书

技术领域

本研究涉及一种乳酸与苹果酸双亲性共聚物的合成及其壳聚糖复合物的制备，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，具有增强巨噬细胞吞噬能力、促进伤口愈合的作用，是一种性能优良、发展潜力极大的医用材料。壳聚糖凝胶作为创伤敷料治疗皮肤缺损，有如下作用：(1)抗菌功能，可促进创面愈合，减少瘫痕形成；(2)止血作用。止血的同时还能够阻止血纤维蛋白束的形成。(3)生物屏障作用。壳聚糖水凝胶用作术后防粘剂，具有隔离伤口创面和抗菌作用，可以有效阻止伤口面的粘结，避免二次手术。聚乳酸和聚苹果酸是特殊的脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性和降解性，其降解产物能参与体内三羧酸循环而被生物体吸收。此外，聚苹果酸具有悬挂羧基，容易修饰引入其他功能基团或小分子药物，在生物医药、生物材料等领域有巨大的应用前景。上述两种高聚物都是生物相容性和可降解性材料，价格低廉，安全无毒，适合人体使用。

单一组分的壳聚糖制备的水凝胶在低交联度时流动性较大，力学强度不够，影响使用性能。单一组分的壳聚糖制备的薄膜性脆，生物降解周期太长，不利排除体外。制备壳聚糖凝胶所用到的交联剂一般有戊二醛、甲醛、环氧氯丙烷等，这些交联剂分子有不同程度的毒性，残留在凝胶内部无法清除，增加了产品潜在的危险性。过高的戊二醛含量会增加凝胶的细胞毒性，颜色加深及凝胶脆硬，不利于在伤口创面粘合和延展。而过低的戊二醛含量则导致交联程度不够，影响使用效果。

因此本发明拟用一种双亲性共聚物对壳聚糖进行改性，制备以壳聚糖为主体的复合物。然后使用一种高分子交联剂将其交联，分别制备壳聚糖水凝胶和薄膜产品。通过双亲性共聚物参与的改性，向复合物中引入适当疏水性成分(聚乳酸)，以便增强材料的力学性能。聚苹果酸含有侧链羧基，容易与含氨基的壳聚糖进行复合，形成均匀的复合物材质。最后用高分子交联剂聚乙二醇双缩水甘油醚将复合物交联，比起用小分子交联剂的结果，所得材料韧性和柔顺性增加，改善了壳聚糖的力学性能，缩短了在体内的降解周期，更加适合用于人体。

发明内容

1.以乳酸与L-苹果酸混合物为起始原料直接缩聚制备聚乳酸与苹果酸低聚物，改变乳酸与L-苹果酸的比例(分别为1∶1，1∶2，1∶3，1∶5，1∶8利1∶10)制备一系列亲水程度不同的共聚物。

2.将组成不同的共聚物分别与水溶性壳聚糖混合进行复合，得到以壳聚糖为主体的、各种组分不同的复合物。在复合物溶液中加入0.8-2.4％聚乙二醇双缩水甘油醚作交联剂在水溶液中反应，使复合物中的壳聚糖交联，制备复合物水凝胶。

3.同时选择含低交联剂(0.1-0.5％)的复合物平铺在玻璃板上，适当加热干燥后形成薄膜。

本发明的优点：

1.通过双亲性共聚物参与的改性，向复合物中引入适当疏水性成分(聚乳酸)，以便增强材料的力学性能，降低流动性。

2.共聚物中一定成分的聚苹果酸含有侧链羧基，容易与含氨基的壳聚糖进行复合，形成均匀的复合物材质。

3.共聚物参与复合，削弱了壳聚糖分子链段间氢键作用，缩短了生物降解周期，有利于在人体使用。

4.用高分子交联剂将复合物交联，比起用小分子交联剂的结果，所得材料韧性和柔顺性增加，用在体内使人感觉舒适。避免了用戊二醛等交联剂带来的微弱毒性；

5.所用原料壳聚糖、聚乳酸和聚苹果酸都是生物相容性和降解性好的材料，壳聚糖具有抗菌作用。所有制备过程不用任何有机溶剂，环境友好。该凝胶和薄膜产品可以用做药物缓释载体、伤口敷料和医用防粘剂等多方面的用途。

附图说明

图1乳酸/苹果酸的共聚物与壳聚糖复合物的制备示意图

图2乳酸/苹果酸共聚物(1∶2)的红外光谱图

图3乳酸/苹果酸共聚物与壳聚糖复合物用聚乙二醇双缩水甘油醚交联反应式

图4壳聚糖复合物的细胞毒性实验显微照片结果。A：阴性对照样品结果B：壳聚糖复合物样品结果。

具体实施方式：

实施例1：乳酸与苹果酸双亲性共聚物的制备：

在100毫升圆底烧瓶中，加入5克乳酸和10克L-苹果酸混合物和0.10克乳酸锌晶体，缓慢升温加热到110℃反应1小时，接上水泵减压继续反应14小时，得到白色固体双亲性共聚物产物。

实施例2：在100毫升圆底烧瓶中，改变L-苹果酸与乳酸的比例，分别按照乳酸与L-苹果酸重量比为1∶1，1∶2，1∶3，1∶5，1∶8和1∶10，采取实施例1中的类似条件反应，可以得到一系列共聚物。

实施例3：双亲性共聚物与壳聚糖复合物的制备：