[发明专利]一种温敏性改性壳聚糖水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种温敏性改性壳聚糖水凝胶及其制备方法，为羟丁基和多酚共同改性的壳聚糖。其制备方法包括以下步骤，首先以1,2‑环氧丁烷为醚化剂，在壳聚糖分子链上引入羟丁基；其次多酚部分由羟丁基壳聚糖的游离氨基和没食子酸的羧基发生缩合反应引入多酚基团。本发明的多酚改性壳聚糖水溶液在低温下呈溶液流动状态，可以注射使用，当温度上升到37℃附近时，即可形成温敏性的水凝胶。由于多酚基团的引入，增加了材料的抗氧化能力和组织黏附能力。该法制备的多酚改性壳聚糖组分安全性高，生物相容性好，在药物递送、组织工程和细胞培养等领域具有广泛的应用前景。

技术领域：

本发明涉及生物医药材料和水凝胶制备技术领域，具体地说，涉及一种温敏性改性壳聚糖水凝胶及其制备方法。

背景技术：

壳聚糖是一种天然阳离子聚合物，也是天然多糖中唯一的碱性多糖，由氨基葡萄糖和N-乙酰氨基葡萄糖单元组成，通过β(1-4)糖苷键连接。作为一种天然生物材料，现出显着的生物特性，例如生物相容性、生物降解性、抗菌活性和抗氧化活性。最近，壳聚糖水凝胶已经在各种制药和生物医学应用中进行了研究，包括药物递送，伤口敷料和组织工程支架。

然而，壳聚糖由于其分子内和分子间强烈的氢键作用导致其结晶度高，水溶性差，可以通过引入取代基获得多种具备高水溶性的壳聚糖衍生物。因此，壳聚糖衍生物作为生物材料更广泛地被研究，而不仅仅是壳聚糖本身。化学改性是提高壳聚糖溶解度的有效方法，还可以改善壳聚糖的特殊性能，如热稳定性、流变性能和抗氧化性能。

此外，在壳聚糖分子内和分子间氢键作用下，壳聚糖的抗氧化活性随其脱乙酰化程度的增加而增加。相反，其抗氧化能力与分子量成反比，其形成凝胶的能力随其分子量的增加而增加。因此，提高大分子壳聚糖的抗氧化能力是壳聚糖水凝胶在组织工程中应用的挑战。壳聚糖的溶解度很差，这限制了它的应用。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有壳聚糖水凝胶的不足，提供一种温敏性改性壳聚糖水凝胶及其制备方法，其具备良好的水溶性、温敏性、抗氧化性和生物相容性，可用于药物递送，伤口敷料和组织工程等生物医药领域。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种温敏性改性壳聚糖水凝胶，是由羟丁基和多酚共同修饰改性的壳聚糖。

作为优选的，在上述的温敏性改性壳聚糖水凝胶中，所述壳聚糖的分子量为50～200KDa，脱乙酰度为85～99％。

上述温敏性改性壳聚糖水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖(CS)溶于盐酸溶液，过滤，加入NaOH溶液得沉淀，过滤后用乙醇洗涤两次，干燥；

(2)将步骤(1)所得干燥壳聚糖在NaOH溶液中碱化，减压抽滤除多余碱液得到固体碱化壳聚糖；

(3)将步骤(2)所得固体碱化壳聚糖以水和异丙醇为分散相，加入1,2-环氧丁烷进行反应，反应结束用盐酸溶液中和至中性；

(4)将步骤(3)所得溶液透析抽滤冻干后得到白色絮状固体羟丁基壳聚糖HBC；

(5)将步骤(4)所得羟丁基壳聚糖(HBC)溶于盐酸溶液，向其中加入酰胺偶联剂，随后加入没食子酸(GA)，避光反应；

(6)将步骤(5)所得溶液透析抽滤冻干后得到温敏性改性壳聚糖水凝胶(HBC-GA)。

作为优选的，在上述的制备方法中，步骤(1)所述壳聚糖(CS)溶于盐酸溶液后壳聚糖的质量分数为1～10％，盐酸溶液质量分数为0.1～10％，NaOH溶液质量分数为0.1～10％，所述用乙醇洗涤两次的乙醇浓度分别为70～80％和90～98％，所述干燥温度为40～50℃。

作为优选的，在上述的制备方法中，步骤(2)所述壳聚糖在NaOH溶液中的质量分数为1～20％，NaOH溶液的质量分数为40～60％。