[发明专利]一种天然多糖基水凝胶及制备和在眼结膜修复中的应用

说明书

技术领域

本发明属于组织工程领域，特别涉及一种化学交联的天然多糖基可注射用水凝胶及其制备方法和在组织工程材料中，特别是眼结膜修复中的应用。

背景技术

结膜是眼表的重要组成部分，处于眼球的表面，直接与外界接触，很容易受到各种外伤，如眼部酸、碱等化学伤或热烧伤等。对于这些缺乏正常结膜组织的疾病，临床上还缺乏有效的治疗手段。目前常用的治疗方法是用正常的结膜或结膜替代物进行结膜重建，包括自体结膜移植、唇粘膜移植、羊膜移植、异体结膜移植等。但由于可用于移植的自体结膜有限，且具有良好组织配型的异体结膜的获得相当困难，而羊膜作为一种生物膜仅提供上皮细胞生长的微环境而不能提供上皮细胞，无法真正替代结膜，故对于大面积结膜缺损很难恢复理想的结构与功能。

天然多糖材料如甲壳素、壳聚糖及其衍生物、透明质酸及其衍生物、海藻酸钠及其衍生物等多糖是自然界中生物复合体中主要的有机成分，来源广泛，价格低廉，且这些材料由于具有良好的生物相容性和生物可降解性等在组织工程研究中受到众多研究者的青睐，因此以天然多糖材料为原料进行组织工程结膜研究是模拟天然组织的有效方法。

近年来，可注射水凝胶因其所具有的类细胞外基质的结构、载细胞的能力、物理性能易调控、可微创植入并原位成型等优点，在生物医学领域得到了深入的研究，但其用于眼表重建的研究则相对较少，主要是在药物缓释、基因载体、软骨修复等方面有广泛的应用。目前使用得较多的可注射水凝胶制备方法主要为紫外光引发交联或引入化学交联剂，如公开号为CN103524795A的专利申请中，该温敏型可注射壳聚糖水凝胶产品需引入京尼平交联剂；公开号为CN103937014A的专利申请中，该壳聚糖双网络可注射水凝胶需引入双醛类化合物或双环氧类化合物为交联剂制备而成。但是，无论是紫外光交联(光引发剂)或引入化学交联剂，都会对细胞有一定的潜在毒性影响。而物理交联的可注射水凝胶回复性差，且力学强度差，不适于手术操作。因此，为了减少对正常组织的损害，解决结膜移植材料短缺及免疫排斥反应等难题，开发一种原料来源充分、容易操作、低免疫原性或无免疫原性的新型组织工程支架材料，再配以合适的种子细胞，以期能够定向诱导分化为正常的结膜上皮用于眼表重建是当今眼科医学材料发展的重要方向。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种化学交联的天然多糖基可注射用水凝胶。本发明的水凝胶来源丰富、操作简便、凝胶时间短，反应条件温和、凝胶性能可控，可在人体生理条件下进行且无需其他化学交联剂即可实现凝胶化。且本发明水凝胶还可含有种子细胞、生长因子或药物等。

本发明另一目的在于提供一种上述化学交联的天然多糖基可注射用水凝胶的制备方法。该制备方法以改性天然多糖为原料，通过迈克尔加成反应，利用不同的官能团摩尔比及凝胶前驱液浓度，控制凝胶的溶胀率、强度、降解速率等，制备得到凝胶性能可控的水凝胶。

本发明再一目的在于提供上述化学交联的天然多糖基可注射用水凝胶在组织工程材料中的应用，特别适用于眼结膜修复中。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种化学交联的天然多糖基可注射用水凝胶，由包含以下步骤的方法得到：

将酰化天然多糖材料水溶液加入巯基化天然多糖材料水溶液中，混合均匀，加入β-甘油磷酸钠溶液调节pH至中性，37℃孵育，得到化学交联的天然多糖基可注射用水凝胶。

所述的酰化天然多糖材料可为马来酰化壳聚糖、马来酰化壳寡糖、衣康酰化壳聚糖和衣康酰化葡甘聚糖中的至少一种，优选为马来酰化壳聚糖、马来酰化壳寡糖和衣康酰化壳聚糖中的至少一种。

所述的马来酰化壳寡糖由马来酸酐与壳寡糖反应得到。

所述的衣康酰化壳聚糖由衣康酸酐与壳聚糖反应得到。

所述的衣康酰化葡甘聚糖衣康酸酐与葡甘聚糖反应得到。

所述的巯基化天然多糖材料可为巯基化透明质酸、巯基化海藻酸钠、巯基化壳聚糖和巯基化硫酸软骨素中的至少一种，优选为巯基化透明质酸、巯基化海藻酸钠和巯基化壳聚糖中的至少一种。

所用酰化天然多糖材料和巯基化天然多糖材料的量以双键与巯基官能团摩尔比为准，可为4:1～1:4，优选为2:1～1:2。

所述的酰化天然多糖材料水溶液的浓度可为0.1～5g/100mL，优选为0.375～1.5g/100mL。

所述的巯基化天然多糖材料水溶液的浓度可为1～6g/100mL，优选为2～4g/100mL。

所用β-甘油磷酸钠溶液的浓度可为30～58g/100mL，优选为45～58g/100mL。