[发明专利]一种双醛多糖纳米颗粒交联胶原水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双醛多糖纳米颗粒交联胶原水凝胶及其制备方法。首先将多糖进行胆固醇基团疏水改性，然后利用高碘酸钠特异性地将多糖氧化以制备具有双醛结构的两亲性多糖衍生物，之后将其于水溶液中自组装形成具有核壳结构的双醛多糖纳米颗粒；接着将质量分数为3％～6％的双醛多糖纳米颗粒溶液和0.4％～0.9％胶原溶液按体积比为1:(0.5～1.5)混合搅拌均匀，于30～37℃放置24h制备得到双醛多糖纳米颗粒交联胶原水凝胶。本发明的优点是：以绿色无害的双醛多糖纳米颗粒作为交联剂，制备的水凝胶孔径均一，机械性能良好，生物相容性好，其在组织工程支架材料领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，特别涉及一种孔径均一，机械性能良好，生物相容性好的可用应用于医用敷料、药物释放及组织支架领域的双醛多糖纳米颗粒交联胶原水凝胶，还涉及该水凝胶的制备方法。

背景技术

胶原(Collagen)是动物体内含量最多的蛋白质，约占肌体蛋白质的三分之一，广泛存在于哺乳动物的皮肤、软骨、肌腱、内脏细胞间质和韧带等组织中。胶原因其具有低免疫原性、良好的生物相容性和生物降解性等优良性能，使其在伤口敷料、药物输送载体、组织工程、化妆品等生物材料领域获得到了广泛的应用。目前已发现27种不同结构的胶原，其中I型胶原是已发现的所有类型的胶原中含量最多(约占生物体胶原总量的90％)、分布最广、研究最多和应用最广的一种胶原。

在生理条件下，胶原可以自组装形成胶原纤维，胶原纤维能进一步形成三维网络结构，并束缚住填充在其间的水，使溶液转变为水凝胶。胶原水凝胶高度含水的网络状结构与天然组织的性质相似且能够生物降解。因此，胶原水凝胶在组织工程领域的应用引起了广泛的关注。科研工作者们希望将胶原水凝胶作为细胞外基质的临时替代材料使用，实现体外细胞培养和组织的再生。因此，胶原水凝胶常被作为组织填充物、支架材料、药物载体而广泛应用于组织工程、伤口敷料、药物缓释等生物医药领域。然而，纯胶原水凝胶的应用往往受限于其较差的力学性能、较高的溶胀度和过快的生物降解速率等。化学交联改性能够使胶原水凝胶内部形成致密的空间网络状结构，进而有效改善其上述缺陷。因此，通常采用戊二醛、多酚和氧化多糖作交联剂来固定胶原以克服上述缺点。但是，由于快速的交联反应、静电相互作用和氢键作用等，胶原一旦与交联剂接触就不可避免地发生局部絮凝，影响胶原水凝胶内部均匀的空间网络状结构，进而影响水凝胶的理化性能。基于此，本发明提供一种以新型双醛多糖纳米颗粒作为交联剂，化学交联改性胶原制备得到具有较高力学强度、较低溶胀度、良好生物相容性的胶原水凝胶。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种双醛多糖纳米颗粒交联胶原水凝胶及其制备方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种双醛多糖纳米颗粒交联胶原水凝胶，包括：以I型胶原制得的质量分数为0.4％～0.9％的胶原水溶液和以双醛多糖纳米颗粒制得的质量分数为3％～6％的双醛多糖纳米颗粒水溶液，胶原水溶液和双醛多糖纳米颗粒水溶液按质量比为1:(0.5～1.5)混合搅拌均匀，基于席夫碱化学交联反应活性制备得到胶原水凝胶。

本发明还公开了双醛多糖纳米颗粒交联胶原水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备胶原水溶液：将I型胶原溶解于0.25M的醋酸水溶液中制备质量分数为0.4％～0.9％的胶原水溶液，然后使用2M的氢氧化钠溶液冰浴条件下缓慢调节胶原水溶液pH至中性；