一种交联透明质酸凝胶的制备方法及所制备的交联透明质酸凝胶技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种交联透明质酸凝胶的制备方法及所制备的交联透明质酸凝胶。在碱性条件下，向透明质酸的碱性溶液中滴加二硫交联剂进行交联反应，反应结束后，透析，冷冻干燥，即得交联透明质酸凝胶。本发明专利技术引入一种新的二硫交联剂N，N‑双(丙烯酰)胱胺，有效解决了交联透明质酸的降解调控问题，并且二硫键占比可控，可有效提高交联透明质酸中的交联修饰度比例，解决了以往交联度高透明质酸凝胶难降解的问题，该交联材料在药物载体、组织工程支架方面有潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种交联透明质酸凝胶的制备方法及所制备的交联透明质酸凝胶
本专利技术属高分子材料
，具体涉及一种巯基化透明质酸的制备方法及制备的交联透明质酸凝胶。
技术介绍
透明质酸(Hyaluronicacid，HA)，又名玻尿酸，是粘多糖中最具代表性的一种，广泛分布于人体各部位，以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节、调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进伤口愈合。此外，透明质酸具有特殊的锁水功能，是目前发现的自然界保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子。透明质酸是一种由D‐N‐乙酰氨基葡萄糖和D‐葡萄糖醛酸为结构单元的高分子粘多糖，是一种透明的天然多糖类胶状结晶物。透明质酸多糖链中含有三种能被衍生的官能团类型，即羟基、羧基和乙酰氨基。由于聚合物的分子量很高，一般不考虑这些残留的端基，用不同的化学试剂和这些官能团反应能得到许多HA衍生物，而各种HA衍生物的实际意义是由它在医学领域上的应用决定的。HA及其衍生物能提供独特的生物相容性、流变性能及化学物理多样性，在术后防粘连，药物缓释，眼科领域，关节炎治疗，经皮的栓塞治疗，软组织修补和增大。改性的HA能以许多物理性质(如流体、凝胶、固体)应用，并且其流变性能和在体内滞留时间增加，从而扩大了它们的应用，HA及其衍生物固有的生物相容性和其独特的物理性能保证了它们的连续应用。专利申请说明书CN101367884A报道了以透明质酸为原料，加入二硫键化合物，再用二硫苏糖醇等还原二硫键形成巯基，得到巯基化透明质酸。主要是通过透明质酸的羧基和二硫化合物的胺基反应，反应体系需调节几次pH值，并且反应时间较长。专利申请说明书CN105969825A报道了以巯基透明质酸为原料，以辣根过氧化酶为原料，通过反相乳液法结合辣根过氧化酶交联形成含有二硫键的凝胶，调节油水比，油相中加入混合非离子表面活性剂，反应操作复杂。CN104892962A公开了一种巯基/二硫键可控自交联透明质酸凝胶的制备方法，先将透明质酸与半胱胺二盐酸盐反应得到巯基透明质酸，巯基之间氧化形成二硫键，反应过程中需在37℃保温箱中形成凝胶，反应过程复杂。目前，市场上透明质酸产品大多以二乙烯基砜，1,4‐丁二醇二缩水甘油醚，甘油二缩水甘油醚，乙二醇二缩水甘油醚等作为交联剂，提高其机械性能，但是研究其降解性能一般只能通过透明质酸酶，由于透明质酸酶价格昂贵。用二硫交联剂制备交联透明质酸凝胶的方法，报道较少。有报道的二硫交联剂有2，2‐二硫代二酰胺，3，3‐二硫代二丙酰胺，2，2‐二硫代二乙酰肼，用这些交联剂透明质酸反应，先要活化透明质酸的羧基，反应时间较长，反应体系调节pH值3‐4次，整个工艺繁琐。
技术实现思路
透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的功能，在临床上得到广泛应用。透明质酸具有良好的生物相容性，生物可降解性，但是未交联的透明质酸在体内存留时间短，降解速率快，限制了其在很多方面的应用前景。为了延长透明质酸在体内的停留时间，通常通过改性或交联的方法提高其机械强度和降低其降解速率，目前，常用交联剂为二乙烯基砜，1,4‐丁二醇二缩水甘油醚，只能通过交联程度调节其降解时间，因此，在临床上尤其是作为降解可控的组织工程支架材料，实现起来较困难。为了克服现有技术中对交联透明质酸的不可控，本专利技术的目的是提供一种新的交联透明质酸的制备方法，工艺简单，制得的交联透明质酸的交联网络中含有在还原条件下易断裂的二硫键，本专利技术采用以下技术方案：一种交联透明质酸凝胶的制备方法，其特征在于，其交联反应所采用的交联剂为N，N-双(丙烯酰)胱胺，交联反应在透明质酸的碱性水溶液中进行。本专利技术所述的方法，透明质酸的碱性水溶液制备如下：将透明质酸溶于1％的碱性水溶液中，所述的碱包括氢氧化钠，氢氧化钾中的一种或两种。本专利技术所述的方法，透明质酸与交联剂的质量比为1‐30:1。优选为3-10:1。本专利技术所述的方法为自由基反应，比其他化学反应的交联剂时间短，反应时间为10～18h。本专利技术所述的方法，反应温度为40‐50℃。本专利技术所述的方法，交联反应结束后，透析，冷冻干燥，得到交联透明质酸凝胶；本专利技术所述的方法，透析磷酸盐缓冲液优选磷酸盐浓度为0.1‐0.2M，pH为7.0‐7.4。透析时间为36～68h，优选48～54h。本专利技术所述的方法，冷冻干燥程序包括第一阶段预冻，在‐65～‐45℃保持2～6h，第二阶段升华，在‐30～‐25℃保持4～8h，‐10～0℃保持3～8h，第三阶段解析干燥包括，在5～25℃保持3～8h。采用本专利技术所述的方法制备的交联透明质酸凝胶材料，得到的凝胶三维网络中分布有二硫键，赋予凝胶材料氧化还原特性，在二硫苏糖醇(DTT)或谷胱甘肽(GSH)等还原性小分子存在下，可控降解。进一步地，所述的还原性小分子浓度在1～10mM。本专利技术所述的方法制备的交联透明质酸凝胶，可用于抗癌药物的负载及可控释放，到达病损区域后，在体内GSH的存在下，支架材料开始裂解，可实现药物的靶向释放，提高治愈率。本专利技术所述的方法制备的交联透明质酸凝胶，可用于组织工程支架材料，满足细胞支架材料降解速率可调，降解产物无毒，材料与组织有较好的亲和性的要求，适合在皮肤修复和软骨修复中作为支架材料负载种子细胞的生长。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的交联透明质酸凝胶的制备方法，以含有二硫键的小分子为交联剂，与透明质酸进行交联反应得到。该方法具有原料易得，反应条件温和，一步交联反应，交联效率高，工艺和后处理简单，易操作的优点。通过交联反应，得到交联透明质酸具有三维网络结构，具有较好的机械性能及力学性能，可作为较好的药物载体及组织工程支架材料。本专利技术方法制备的交联透明质酸凝胶材料，其交联网络中含有在还原条件下易断裂的二硫键，可在体外调节其降解速率。与传统的其它交联剂相比，制备的交联透明质酸凝胶只能在透明质酸酶存在下降解，但透明质酸酶价格昂贵，因此本方法得到的交联透明质酸凝胶在还原性小分子存在下，即可控制降解速率。此外，交联程度、还原性小分子浓度、反应时间等为调节降解速率提供了多个选择，所得材料的降解速率宏观可控。一般情况下化学合成反应需要考虑有效转化率的问题，投料后反应到其能达到的转化率后，即便延长时间转化率也不会有很大提高。但是本专利技术的交联反应为自由基反应，转化效率很高，因此，通过投料比就可以控制产物二硫键占比，从而控制降解速率。采用本方法制备的含在还原条件下易断裂的二硫键的交联透明质酸凝胶是在透明质酸的碱溶液中进行交联制备，可用于抗癌药物的负载与传送，实现药物在癌细胞内的控制释放。透明质酸很容易与肿瘤细胞膜表面的CD44结合而靶向肿瘤组织，并经细胞内吞进入肿瘤细胞内，此外，肿瘤组织就正常组织pH值偏酸性，可诱导抗癌药物的控制释放。肿瘤组织和细胞内还原性谷胱甘肽的浓度远远大于正常细胞，二硫键交联的透明质酸药物载体可利用这种浓度差别实现肿瘤靶向的药物控制释放。采用本方法制备的交联透明质酸凝胶，可作为细胞支架用于负载种子细胞，进行创面修复及软骨修复。具体实施方法通过下面的具体实施例可进一步了解本专利技术，但他们不是对本专利技术的限制。一、交联透明质酸凝胶的制备方法实施例1将透明质酸(1.0g)(分子量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交联透明质酸凝胶的制备方法，其特征在于，其交联反应所采用的交联剂为N，N‑双(丙烯酰)胱胺，交联反应在透明质酸的碱性水溶液中进行。

【技术特征摘要】
1.一种交联透明质酸凝胶的制备方法，其特征在于，其交联反应所采用的交联剂为N，N-双(丙烯酰)胱胺，交联反应在透明质酸的碱性水溶液中进行。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，透明质酸的碱性水溶液制备如下：将透明质酸溶于质量百分比1％的碱性水溶液中。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，透明质酸与交联剂的质量比为1-30:1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联反应的时间为10～18h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，交联反应的反应温度为40-50℃。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，交联反应结束后，透析，冷冻干燥，得到交联透明质酸凝胶；透析磷酸盐缓冲液优选磷酸盐浓度为0.1-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾金，汪巍巍，孙伟庆，
申请(专利权)人：杭州协合医疗用品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33