[发明专利]一种PEG原位共价接枝改性海藻酸盐微囊及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及了一种海藻酸盐/聚阳离子微胶囊产品，具体地说是一种新型PEG原位共价接枝改性海藻酸盐/聚阳离子微胶囊。

背景技术

自20世纪60年代,Chang报道了半透膜微胶囊,指出用其包埋蛋白质、酶等生物活性物质和细胞,可保持生物物质活性[Chang TMS.Semipermeable microcapsules,Science,1964,146:524-525]。20世纪80年代初,Lim和Sun针对组织/细胞功能缺损性疾病(如糖尿病),成功制备了海藻酸钠/α-聚赖氨酸(alginate/α-polylysine)半透膜微胶囊(简称α-APA微胶囊),包封Wistar大鼠胰岛细胞并移植入糖尿病WistarLewis大鼠体内,分泌释放胰岛素以调控血糖量[Lim F,Sun A M.Microencapsulated islets bioartificial endocrine pancreas,Science,1980,210:908-910]。由此推动了微囊化技术相关材料和制备方法研究的快速发展,在细胞移植、药物释放和基因治疗等生物医学领域的临床前研究中得到广泛应用[Wang W,Liu XD,Ma XJ,et al.Microencapsulation using natural polysaccharides for drug delivery and cell implantation,J.Mater.Chem.,2006,16:3252-3267]。随后，取自天然的多糖材料——壳聚糖由于成本低，成膜性能好，膜机械强度高，而被研究者看好用于聚赖氨酸替代品，越来越多的用于细胞包埋用微胶囊的制备[L.Baruch,M.Machluf,Alginate-chitosan complex coacervation for cell encapsulation:Effect on mechanical properties and on long-term viability,Biopolymers 82(2006):570-579]。但现有用于细胞包埋的海藻酸盐/聚阳离子微胶囊因其具有很大的表面粗糙度和表面电荷，导致移植体内后易引起蛋白吸附，进一步激发机体纤维化反应，致使移植体功能丧失。PEG由于具有良好的亲水性、链段柔韧性、稳定的空间结构等优点，被广泛应用于生物材料的抗蛋白修饰领域。目前通常采用的静电吸附、掺杂共混的方法实现PEG修饰微胶囊却存在稳定性差、排阻体积小、无法形成PEG刷状结构等缺陷。此外，针对于海藻酸微胶囊的PEG共价修饰主要发生在海藻酸的羧基部位[马小军，刘晓岑，PEG原位共价接枝的海藻酸盐微胶囊及其制备和应用，申请号：201410191312.5]，而受限于微囊的稳定性，以海藻酸的羧基为反应位点的微囊表面PEG修饰无法实现更高的PEG接枝率，导致修饰后微囊抗蛋白污染的能力提升有限。

发明内容

针对上述问题，本发明提出将PEG用于生物微胶囊的制备，发明了一种新型PEG原位共价接枝的海藻酸盐-聚阳离子微胶囊产品，以海藻酸盐的羟基作为 反应位点，利用点击化学的方法将高密度梳状结构的PEG通过共价键接枝到海藻酸盐微胶囊表面，既能避免反应位点为羧基时导致的微囊机械强度降低，同时又大大增加了PEG原位反应的位点，有效的增加了PEG在微囊表面的接枝密度，在保证微胶囊强度不被影响的前提下，实现显著的抗蛋白吸附效果，解决微胶囊体内移植后蛋白吸附及纤维化问题。

本发明采用的技术方案为：

本发明的一种新型PEG原位接枝改性海藻酸盐-聚阳离子微胶囊，微胶囊为含有活细胞的海藻酸盐的水凝胶珠，海藻酸盐经叠氮化合物共价接枝改性其羟基基团，水凝胶珠表面由PEG原位共价接枝改性，水凝胶珠上的海藻酸盐与PEG的质量比为10:1-1:100；

或，微胶囊内部为含有活细胞的海藻酸盐的液体或水凝胶，海藻酸盐经叠氮化合物共价接枝改性其羟基基团，微胶囊表面为通过聚阳离子和海藻酸盐形成的聚电解质复合水凝胶膜，聚电解质复合水凝胶膜再由PEG原位共价接枝改性，聚电解质复合水凝胶膜中的海藻酸盐：聚阳离子：PEG的质量比为：10:1:1-1:10:100。