[发明专利]一种具有粘弹性的海藻酸-壳聚糖生物惰性水凝胶

说明书

本发明涉及一种具有粘弹性的海藻酸‑壳聚糖生物惰性复合水凝胶，采用4‑(4,6‑二甲氧基三嗪‑2‑基)‑4‑甲基吗啉盐酸盐(DMTMM)作为交联剂，酰胺键交联海藻酸钠与壳聚糖形成海藻酸‑壳聚糖复合水凝胶。通过调节壳聚糖与海藻酸钠的质量浓度以及DMTMM用量可以制得不同模量水凝胶。调控氨基与羧基比例相当，获得生物惰性。本发明采用DMTMM作为高效交联剂，相比于传统的EDC/NHS体系活性更高，酰胺键交联方式相比于传统醛类、环氧类交联方式没有残留活性基团。由于生物大分子的粘弹性，合理调控交联程度，可得到具有粘弹性的水凝胶。该类水凝胶可以更好地模拟体内组织，具有生物惰性，可有效抑制系内细胞粘附与免疫反应，在组织填充领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种具有粘弹性的海藻酸-壳聚糖生物惰性水凝胶。

背景技术

壳聚糖作为一种带正电荷的天然多糖，具有良好的生物相容性和生物降解性。由于其具有良好的吸水保湿性能，作为水凝胶，在药物控制释放上具有良好的发展前途。海藻酸钠是一种广泛存在于各类棕色海藻中的天然高分子，可与多价阳离子形成简单的凝胶，成胶条件温和，该类凝胶对机体无毒性。海藻酸-壳聚糖水凝胶具有生物相容性好，模量可控等优点。

壳聚糖与海藻酸钠采用酰胺键交联，相较于传统的醛类，环氧类交联方式，没有残留活性基团，生物相容性好，材料致敏性低。4-(4,6-二甲氧基三嗪-2- 基)-4-甲基吗啉盐酸盐(DMTMM)作为交联剂使用，可以将氨基与多糖分子表面的羧基偶联在一起，相比于EDC/NHS体系，具有更高的反应活性。

作为组织填充的水凝胶生物材料，需要具备生物惰性的特点，也即不造成细胞粘附等非特异性生物粘附，即可避免激活免疫排异系统。同时，也要求水凝胶材料同时具备粘弹性，粘弹性凝胶相较于纯弹性凝胶可以更好模拟体内组织的机械性能。

所以如何高效地制备一种具有粘弹性的海藻酸-壳聚糖生物惰性水凝胶是生物医用材料领域需要解决的重点问题。

发明内容

本发明涉及一种具有粘弹性的海藻酸-壳聚糖生物惰性水凝胶，提供该水凝胶的制备方法以及力学特征和细胞粘附表征。本发明提供的海藻酸-壳聚糖生物惰性复合水凝胶可用于组织填充领域，对于组织缺损修复治疗具有重要的实用价值。

本发明目的是提供一种具有粘弹性的海藻酸-壳聚糖生物惰性水凝胶。基本原理是采用DMTMM作为交联剂，通过酰胺键交联海藻酸钠与壳聚糖，通过调节配方可以得到不同模量的凝胶。利用生物大分子自身的粘弹性，合理调节交联程度，便可实现粘弹性。并调节海藻酸钠中羧基与壳聚糖中氨基的比例为1：1，达到两性离子与电荷中性的效果，得到生物惰性的水凝胶，可用于组织填充。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

所述的海藻酸-壳聚糖生物惰性复合水凝胶由壳聚糖，海藻酸钠交联合成， 4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐(DMTMM)作为交联剂；

(1)在乙酸溶液中溶解海藻酸钠制得海藻酸钠溶液；

(2)在步骤(1)中制得的海藻酸钠溶液中加入壳聚糖制得海藻酸钠-壳聚糖复合物溶液，保证羧基氨基比例1：1；

(3)在步骤(2)中制得的海藻酸钠-壳聚糖复合物溶液中加入DMTMM，使海藻酸钠和壳聚糖充分交联，在一定温度与一定反应时间条件下制得所述的海藻酸- 壳聚糖复合水凝胶。

优选的，步骤(1)所述的乙酸溶液质量浓度为5-100mg/mL。

优选的，步骤(1)所述的海藻酸钠溶液质量浓度为5-100mg/mL。

优选的，步骤(2)所述的壳聚糖氨基的量与海藻酸钠羧基的量之比为1:1。

优选的，步骤(2)所述的海藻酸钠-壳聚糖复合物溶液pH值为5-9。