[发明专利]一种可注射海洋多糖全物理交联水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可注射海洋多糖全物理交联水凝胶及其制备方法，由预制粘土溶液、海洋聚阳离子多糖预聚液和海洋聚阴离子多糖预聚液混合并交联而成。本发明采用特定的二步高温高压法配制了分散均匀的高固含量的海洋聚阳离子多糖预聚液、海洋聚阴离子多糖预聚液和预制粘土溶液，利用面层带负电、边缘带正电的生物相容纳米粘土片层、与海洋阳离子多糖、阴离子多糖形成强静电相互作用的自组装体系，制备出成分简单安全、力学强度好、可注射的全物理交联海洋多糖水凝胶，其生物相容性好，可生物降解，降解单体无生物学毒性，凝胶孔径分布均匀致密，并能够实现良好的硬度和粘性，适用于人体组织再生和修复等生物医学领域。

技术领域

本发明属于天然高分子水凝胶技术领域，具体涉及一种可注射海洋多糖全物理交联水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一种以水为分散介质的三维高分子网络，水分子被束缚在高分子网络内部，既有成型性，又具有流体的物质传递性，这种特殊物理结构赋予其高保水、离子交换、刺激响应等特性，在组织工程，生物传感器以及缓释载体等生物医学领域受到极大关注。可注射水凝胶是一类可通过注射器将前驱体或水凝胶注射到达靶向位置的功能材料，因其能以微创介入的方式注入体内，在组织填充与修复、药物输运、封堵出血、生物支架等领域都具有广泛的应用前景。

可注射水凝胶根据原料来源可分为化学合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。绝大多数合成水凝胶难以生物降解，且单体具有毒性，注入生物体内存在安全风险。天然高分子水凝胶(多糖、蛋白质等)来源广泛、安全无毒，具有良好的生物相容性、可降解性。其中，海洋来源的天然多糖具有高产量、低毒性、优于蛋白的低致敏性，是一类极具生物医学应用前景的天然高分子水凝胶。甲壳质脱乙酰化后的壳聚糖及其衍生物是自然界中唯一一类天然聚阳离子多糖，具有优异的生物相容性、抗菌抗炎性。同属海洋来源的褐藻胶、卡拉胶等藻胶，是一类聚阴离子多糖，具有低敏、低毒的生物安全性及生物学活性。

海洋多糖水凝胶用于可注射凝胶，既要在注射前保持一定的流动性又要保证注射后具有一定的力学强度。现有技术中，一方面由于多糖含有大量羟基，高分子链能够大量吸收水分，导致高分子链间距变大，仅能配制低浓度海洋多糖预聚液，进而导致形成凝胶时高分子骨架稀疏，凝胶强度欠佳；另一方面，可注射的海洋多糖水凝胶在体内多通过复杂的改性作用和化学交联的途径达到力学增强，在交联过程中引入有毒性的化学交联剂或单体，在生物运用时存在一定的安全隐患。一些双组份的可注射水凝胶虽然运用钙离子螯合等物理交联方式，但这类物理交联的水凝胶力学强度偏低且粘性差，在实际应用也面临操作复杂、交联不均的情况，限制了其大规模应用。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种可注射海洋多糖全物理交联水凝胶。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述可注射海洋多糖全物理交联水凝胶的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种可注射海洋多糖全物理交联水凝胶，其孔径为5-20μm，硬度为156-188Pa，粘性为137-153Pa，由预制粘土溶液、海洋聚阳离子多糖预聚液和海洋聚阴离子多糖预聚液以2-8∶5-15∶2-8的固含量比混合并交联而成，其中，

预制粘土溶液，其中的粘土为人工合成的锂蒙脱石，其浓度为15-20％，粘度在25℃为3-8Pa·s，

海洋聚阳离子多糖预聚液，其浓度为7.8-8.4％，粘度在25℃为6-9Pa·s，

海洋聚阴离子多糖预聚液，其浓度为7.8-8.4％，粘度在25℃为5-8Pa·s，

在本发明的一个优选实施方案中，所述锂蒙脱石的型号为RDS或S482。

在本发明的一个优选实施方案中，所述海洋聚阴离子多糖预聚液中的海洋聚阴离子多糖为海藻酸钠或卡拉胶。

在本发明的一个优选实施方案中，所述海洋聚阳离子多糖预聚液中的海洋聚阳离子多糖为壳聚糖或季铵盐壳聚糖。