[发明专利]一步实现γ-PGA纳米纤维的水稳定性处理和功能化修饰的方法

说明书

技术领域

本发明属于γ-PGA纳米纤维的领域，特别涉及一种一步实现γ-PGA纳米纤维的水稳定性处理和功能化修饰的方法。

背景技术

γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是由微生物合成的一种天然聚合物材料。在哺乳动物体内，γ-PGA可以被γ-谷氨酰转肽酶催化降解为无害的谷氨酸。大量的研究表明，γ-PGA是一种具有良好生物可降解性、生物相容性、对人和环境无毒的高分子材料。在医药领域，γ-PGA可实现对药物的缓释、提高药物水溶性、降低药物不良反应、提高药物疗效的作用。

静电纺丝是一种利用静电场力使带电的聚合物溶液或熔体在静电场中射流并牵伸，形成聚合物纤维的方法。在诸多制备聚合物纳米纤维的方法中，静电纺技术成为目前研究最多，应用最为广泛的一种方法。静电纺纳米纤维具有孔隙率高、比表面积大、纤维精细程度与均一度高、长径比大等优点；而且，静电纺过程简单，技术快速，设备简单、易于操作，适用范围广。利用静电纺丝技术可以制备复杂、免缝合支架，而且易于控制支架材料的化学组分和物理性能。这些优点使其在组织工程支架材料、药物载体等诸多领域具有广泛的应用前景。随着静电纺技术研究的发展，基于各种天然或人工合成高聚物材料的静电纺纳米纤维被相继制备出来。2009年，Yoshida等人选取六亚甲基四胺对γ-PGA纳米纤维进行疏水改性，制备出了具有良好生物相容性的γ-PGA-SS纳米纤维无纺布（Macromol.Biosci.,9,568-574）。Lee等人在聚乙二醇和曲拉通的辅助作用下，制备出了γ-PGA及γ-PGA-酯超细静电纺纳米纤维（Polym.Bull.,63,735-742）。Tajima等人将γ-PGA粉末溶解于乙醇/水/盐酸的混合溶液中，然后与恶唑啉（OXA）水溶液混合后，制备出了γ-PGA/OXA复合纳米纤维，并利用高温下OXA开环后与γ-PGA的交联反应，制备出了具有水稳定性的γ-PGA/OXA纳米纤维（J.Appl.Polym.Sci,.122,150-158）。史向阳课题组在前期研究中也成功地制备出了具有良好水稳定性和生物相容性的γ-PGA纳米纤维，系统研究了不同参数对静电纺制备γ-PGA纳米纤维过程及其纳米纤维形貌的影响；通过调节γ-PGA纺丝液中三氟乙酸（TFA）的质量分数，实现了对γ-PGA纳米纤维形貌的可控制备（Colloid Surf.B-Biointerfaces,.89,254-264，中国发明专利CN102277659A）。上述各项研究中都无一例外地使用了特定的小分子化学物质作为交联剂。相比之下，所选用的各种交联剂仅仅实现了对γ-PGA纳米纤维的水稳定性交联，作用单一，无法胜任对γ-PGA纳米纤维应用潜能的开发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一步实现γ-PGA纳米纤维的水稳定性处理和功能化修饰的方法，该方法操作简便，工艺条件温和，原材料易得，制备的γ-PGA纳米纤维具有良好的水稳定性和血液相容性，且可以特异性地捕获癌细胞，因而在组织工程支架领域具有潜在的应用价值。

本发明涉及一种一步实现静电纺γ-聚谷氨酸（γ-PGA）纳米纤维的水稳定化处理和功能化修饰方法，包括：（1）称取一定质量叶酸（FA）和第二代聚酰胺-胺树状大分子（G2.NH₂），在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）的活化作用下，制备G2.NH₂-FA。（2）分别称取一定量的G2.NH₂和异硫氰酸荧光素（FI）并溶解于二甲亚砜（DMSO）中，制备G2.NH₂-FI。（3）在EDC的活化作用下，利用G2.NH₂、G2.NH₂-FA和G2.NH₂-FI的氨基与γ-PGA纳米纤维分子链中羧基的交联反应，一步制得具有良好水稳定性的γ-PGA-G2.NH₂、γ-PGA-G2.NH₂-FA和γ-PGA-G2.NH₂-FI功能化纳米纤维。本发明过程操作简便，工艺条件温和，原材料易得，

本发明的一步实现γ-PGA纳米纤维的水稳定性处理和功能化修饰的方法，包括：

（1）将叶酸FA与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC·HCl溶解于DMSO中得到混合溶液，活化FA羧基3-5小时后，加入第二代聚酰胺-胺树状大分子G2.NH₂的DMSO溶液，搅拌48-72h，再将反应后的溶液进行透析，冷冻干燥得到G2.NH₂-FA；