[发明专利]一种半乳糖基温敏微凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能高分子材料技术，特别涉及一种半乳糖基温敏微凝胶及其制备方法。背景技术

微凝胶通常指颗粒直径在50nm至5μm之间，分子间高度交联的胶体微粒，其内部结构为典型的网络结构，通常以胶态形式溶胀于一定溶剂中且高度分散，其中环境敏感性微凝胶，在受到外界因素如温度、pH值、光、电场、磁场及化学物质刺激时能发生溶胀度的明显变化，从而导致微凝胶的体积发生膨胀或收缩，并引起如孔隙度、流变性、折光指数、表面电荷密度和胶体稳定性等许多物理或化学性质变化，常被称为智能性微凝胶【Pelton R.Adv.ColloidInterf.Sci.，2000，85(1)：1】这类智能微凝胶颗粒可望在生物工程、药物输送【Zhu X，DeGraafJ，Winnik F M，et al.Langmuir，2004，20(24)：10648】、化学分离【Zhang J，Chu I Y， Li Y K，et al.Polymer，2007，48：1718】、化学传感器【Li X，Zuo J，Guo Y， et al.Macromolecules，2004，37(26)：10042】、催化反应【Satish Nayak L，Andrew lyon.Angew.Chem.Int.Ed.，2005(44)：7686】以及细胞培养等方面存在广泛应用而受到人们的关注。在各智能型微凝胶中，研究较多的是聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIP AAm)类温敏微凝胶。PNIPAAM温敏微凝胶在水溶液中的体积相转变温度(VPTT)为32℃，当外界温度低于VPTT时，微凝胶颗粒吸水溶胀，粒径变大，而当温度高于VPTT时，会剧烈收缩失水，发生相分离，关于温敏性的研究及应用方面已取得很多成果【肖雨亭，陈明清，陆天虹，黄晓华.化工科技市场，2005，1：30】。

PNIPAAm微凝胶由于其尺寸小，响应速度快，VPTT接近人的正常体温，所以多被应用于生物分子载体或细胞培养载体，但由于其生物相容性差，往往限制其应用，为开发其应用潜力，近年来的研究多集中在将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)与具有良好生物相容性的物质进行共聚，得到了既保留其温敏性，又具有生物相容性的生物智能凝胶。比如：将壳聚糖、藻酸盐、葡聚糖等具有良好生物相容性和生物降解性的物质，与PNIPAAm接枝共聚，制得生物智能凝胶，广泛应用于组织工程、药物缓释等领域【Chen L，Dong J.Ding Y，et al.Appl.Polym.Sci.2005，96：2435】【Dong J，Chen L，Ding Y， et al.Macromol.Chem.Phys.，2005，206：1973】。

半乳糖由于具有与肝细胞表面去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)进行特异性结合的功能，所以多被用作肝细胞培养支架材料。目前，关于半乳糖对肝细胞行为影响的研究较多见，国外如Kobayashi等【Kobayashi K，Akaike T.Methods Enzymol，1994，247：409】【Yura H，Goto M.JBiomed.Mater.Res.，1995，29：1557】合成了一种侧链为半乳糖的聚苯乙烯类聚合物PVLA，并对肝细胞在此载体表面的培养情况作了较为深入的研究。研究表明：肝细胞在PVLA培养板表面的吸附能力明显增加，保持圆形的细胞形态，如果在培养液中使用EGF，肝细胞会形成聚集态结构。肝细胞的繁殖与分化之间的平衡会受到PVLA在细胞培养板上的吸附量的影响，在半乳糖含量较高时，肝细胞会表现出很好的胆汁酸合成功能，半乳糖含量较低时，细胞功能降低，而DNA合成能力增强。国内如杨军等【Yang J，Goto M，Ise H，et al.Biomaterials，2002，23：471】【Park I-K，Yang J，Jeong H-J，et al.Biomaterials，2003，24：2331】制备了海藻酸/半乳糖，海藻酸/半乳糖/壳聚糖细胞培养支架，用于肝细胞的培养研究，结果表明：由于半乳糖的引入，肝细胞的吸附能力得到极大提高，并很好地保持了肝细胞的分化功能。虽然关于半乳糖用于肝细胞培养的研究很多，但将半乳糖与温敏材料异丙基丙烯酰结合应用的研究尚不多见。

本发明将与肝细胞具有特异结合性的半乳糖配体与N-异丙基丙烯酰胺共聚，制备了半乳糖基温敏微凝胶，该材料可以作为生物分子载体，也可通过旋转涂膜、浸涂等方法，将半乳糖基温敏微凝胶修饰于细胞培养板表面，以获得间距可控的微凝胶单层膜，应用于细胞吸脱附行为研究，可实现细胞的快速脱附。

发明内容