[发明专利]一种含天然植物多糖的保水性双组份水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含天然植物多糖的保水性双组份水凝胶及其制备方法和应用，所述双组份水凝胶包括低分子量凝胶因子和天然植物多糖；所述低分子量凝胶因子与天然植物多糖的浓度比为2:8‑8:2。本发明的保水性双组份水凝胶是一种具有互穿网络结构的混合凝胶；此混合凝胶通过物理网络结构互穿，形成了致密无序的交联结构，可以减弱甚至抑制纯卡拉胶凝胶的脱水收缩现象，且该凝胶可显著提高其作为细胞培养支架的能力。混合凝胶制备方法操作方便，具有实际应用价值。

技术领域

本发明涉及天然植物多糖改性和组织工程支架材料领域，具体涉及一种可以用作细胞培养的含天然植物多糖的保水性双组份水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

卡拉胶(Carrageenan，又称角叉菜胶、鹿角菜胶)是从海洋红藻(Red aglae,Rhodophyta)中提取的一种藻胶,是一种天然的聚多糖。卡拉胶分子是由β-(1→3)-D-半乳糖-4-硫酸基和α-(1→4)-3，6-内醚-D-半乳糖形成的交替共聚物,具有优良的热可逆凝胶性、无毒、亲水、稳定分散以及较好的成膜性等,在食品、药品、日用化工和包装等领域有广泛应用。因κ-卡拉胶模拟了与人体组织相似的糖胺聚糖(Glycosaminoglycan，GAG)结构，故其在组织工程方面的应用越来越受到人们的关注。钾离子(K⁺)可促进κ-卡拉胶形成弹性和硬度更大的水凝胶，但也造成卡拉胶的泌水性(脱水收缩现象)。这种泌水性极大地限制了卡拉胶在组织工程中的应用。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种用于组织工程中细胞培养支架的含天然植物多糖的保水性双组份水凝胶及其制备方法和用途。本发明的保水性双组份水凝胶是一种具有互穿网络结构的混合凝胶；此混合凝胶通过物理网络结构互穿，形成了致密无序的交联结构，可以减弱甚至抑制纯卡拉胶凝胶的脱水收缩现象，且该凝胶可显著提高其作为细胞培养支架的能力。混合凝胶制备方法操作方便，具有实际应用价值。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种含天然植物多糖的保水性双组份水凝胶，其特征在于，所述双组份包括低分子量凝胶因子和天然植物多糖；所述低分子量凝胶因子与天然植物多糖的浓度比为2：8-8：2。

更优选地，所述低分子量凝胶因子与天然植物多糖的浓度比为4：6-8：2。

优选地，所述低分子量凝胶因子为1,4-苯基苯丙氨酸一缩二乙二酯，结构式如下式所示：

所述天然植物多糖为κ-卡拉胶，结构如下式所示：

优选地，所述1,4-苯基苯丙氨酸一缩二乙二酯的制备方法包括以下步骤：

S1、在L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐中加入三乙胺，再加入对苯二甲酰氯，搅拌反应，得产物1,4-苯基苯丙氨酸甲酯；

S2、在1,4-苯基苯丙氨酸甲酯中加入碱溶液，搅拌反应，并调节反应液的pH值至小于3，得产物1,4-苯基苯丙氨酸；

S3、将1,4-苯基苯丙氨酸加到一缩二乙二醇中，并滴加浓盐酸，搅拌反应，得产物1,4-苯基苯丙氨酸一缩二乙二酯。

优选地，步骤S1中，所述对苯二甲酰氯、L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、三乙胺的摩尔比为1:2:6。

优选地，步骤S1中，所述L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐需冷却0℃后再加入三乙胺，所述搅拌反应的时间为12～16小时，搅拌速度为60转/分钟。

优选地，步骤S2中，所述搅拌反应的温度为室温，时间为20～24小时，搅拌速度为60转/分钟。

优选地，步骤S3中，所述搅拌反应时间为3～5小时，搅拌速度为60转/分钟，反应温度为20-50℃。