[发明专利]一种修饰的交联羧甲基纤维素凝胶及其制备方法

说明书

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种修饰的交联羧甲基纤维素凝胶及其制备方法。所述凝胶以羧甲基纤维素为原料，以柠檬酸为交联剂，以丁二酸为修饰剂，反应制备得到。羧甲基纤维素占凝胶总质量90%以上，交联剂含量为羧甲基纤维素质量的0.1%~2%，修饰剂含量为羧甲基纤维素质量的0.1%~2%。本发明所述凝胶具有吸水速度快、吸水容量大、弹性模量高等优点；具备更为灵活多样的性能调节方式以满足不同的应用需求。此外，本发明安全无毒、绿色环保，适用于生物医用材料领域。

技术领域

本发明涉及一种修饰的交联羧甲基纤维素凝胶及其制备方法，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

羧甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose）是一种由天然纤维素经化学改性得到的水溶性纤维素醚，是目前产量最大、用途最广的纤维素醚类产品。由于其酸式结构水溶性不佳，通常以钠盐形式存在。羧甲基纤维素的应用非常广泛，可作为粘合剂 、增稠剂、悬浮剂、乳化剂、分散剂、稳定剂、上浆剂等。在生物医用领域，可作为药物的黏合剂、崩解剂，助悬剂等，也可用于医用敷料、医用膜等。

羧甲基纤维素交联后可以得到羧甲基纤维素凝胶。羧甲基纤维素凝胶具有吸水性强、力学性能佳的特点，是一种常用的生物医用材料，可作为细胞支架、药物控释载体等。

羧甲基纤维素凝胶制备所用的交联剂通常是环氧类和醛类，如环氧氯丙烷、戊二醛等，这些交联剂存在一定的毒性及安全性问题。柠檬酸是一种安全无毒的材料，柠檬酸交联的羧甲基纤维素凝胶应用于生物医用领域更具优势。

中国专利CN201610933831.3公开了一种磁性水凝胶微球的制备方法，其中用柠檬酸作为交联剂使羧甲基纤维素交联，交联剂的添加量为水溶性羧甲基纤维素重量的1-10wt.%。

CN103917092 A, CN108484985A公开了一种生产水凝胶的方法，交联剂为柠檬酸，柠檬酸浓度以相对于羧甲基纤维素重量计约0.5％wt/wt或更低，约0.35％wt/wt或更低，或约0.3％wt/wt或更低。

US20170304356A1提出一种用柠檬酸交联的羧甲基纤维素凝胶，以此柠檬酸交联的羧甲基纤维素作为活性剂制备治疗便秘的药物。其中，羧甲基纤维素用0.05至0.5％的柠檬酸交联；至少95％wt/wt的尺寸范围在100μm至1000μm。

CN 107250164 A公开了用于制造结合高弹性模量和吸收性的水凝胶的方法，其中提供了制备所述交联羧甲基纤维素的方法。柠檬酸交联羧甲基纤维素呈粒子形式，以质量计至少95％的所述粒子的大小范围是100μm至1000μm并且平均粒度在400至800μm范围。

然而，这种凝胶的性质只能通过交联度进行调节：提高交联度可以提高凝胶弹性模量，但会造成吸水能力降低；降低交联度可以获得高吸水能力，则会损失弹性模量和产率（未交联的羧甲基纤维素增加）。调节方式单一，使凝胶整体性能的提高受到限制。

发明内容

本发明目的旨在提供一种修饰的交联羧甲基纤维素凝胶及其制备方法，可以克服现有技术的不足。以羧甲基纤维素为主要原料，以柠檬酸为交联剂，以丁二酸为修饰剂，制备出的改性交联羧甲基纤维素凝胶具有吸水速度快、吸水容量大、弹性模量高等优点；本发明具备更为灵活多样的性能调节方式以满足不同的应用需求。此外，本发明安全无毒、绿色环保，适用于生物医用材料领域。

本发明提供的一种修饰的交联羧甲基纤维素凝胶，由羧甲基纤维素、交联剂和修饰剂共同作用下制备而成的干态凝胶；其中，羧甲基纤维素占凝胶总质量90%以上，交联剂含量为羧甲基纤维素质量的0.1%~2%，修饰剂含量为羧甲基纤维素质量的0.1%~2%。所述凝胶的弹性模量为1000~10000Pa，吸水率为70~500。

可选地，交联剂含量为羧甲基纤维素质量的0.8%~2%，所述的干态凝胶为颗粒状，95%的颗粒粒径在100~2000μm。