一种乙烯基醚化改性海藻酸钠及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种乙烯基醚化改性海藻酸钠，通过海藻酸钠接枝10～30％的乙烯基醚基团制备得到。所述乙烯基醚化改性海藻酸钠是由海藻酸钠与含有乙烯基醚基团、且能与海藻酸钠中所含羧基官能团进行酰胺化反应的化合物反应制备得到。本发明专利技术的乙烯基醚化改性海藻酸钠遇水或生理盐水在短时间内通过氢键作用形成水凝胶，且无溶胀解离现象。本发明专利技术的乙烯基醚化改性海藻酸钠具有很好的生物相容性和生物可降解性；引入了碳碳双键，提供了新的反应位点；可应用于快速止血材料的制备与研究。

A Vinyl Etherification Modified Sodium Alginate and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a vinyl etherified modified sodium alginate, which is prepared by grafting 10-30% vinyl ether group onto sodium alginate. The vinyl etherified modified sodium alginate is prepared by the reaction of sodium alginate with a compound containing vinyl ether group and carboxyl functional group contained in sodium alginate. The sodium alginate modified by vinyl etherification can form hydrogel through hydrogen bonding in a short time when it meets water or saline, and there is no swelling and dissociation phenomenon. The vinyl etherified modified sodium alginate of the invention has good biocompatibility and biodegradability, introduces carbon-carbon double bond, provides a new reaction site, and can be applied to the preparation and research of fast hemostatic materials.

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯基醚化改性海藻酸钠及其制备方法与应用
本专利技术属于生物医药材料
，具体地说，涉及一种乙烯基醚化改性海藻酸钠及其制备方法与应用。
技术介绍
止血剂指的是能够协助身体完成创面止血的各类制剂，广泛应用于外伤处理及外科手术过程中。总的来说，止血剂至少拥有以下三种特性中的任何一种：1、增强血液自身凝血作用的能力；2、吸收大量血液的能力；3、优异的粘合创口能力。具有高含水量、高透气性的多糖水凝胶能够有效吸收创口的血液并具有抗粘连、可降解以及生物相容性等，可以有效应用于止血材料中。海藻酸钠是从褐藻或马尾藻中提取的天然海洋多糖，其分子由两种结构单元β-D-甘露糖醛酸(G)与α-L-古罗糖醛酸(M)连接而成，可以组成MM、MG、GG三种不同的重复单元，如图6所示(图6为海藻酸钠的结构示意图。)，海藻酸钠(PawarSN,EdgarKJ.Alginatederivatization:Areviewofchemistry,propertiesandapplications[J].Biomaterials,2012，33(11):3279-3305.)在药物缓释、组织工程以及创口敷料等生物医用材料有十分广泛的应用。海藻酸钠能与Ca2+交联形成具有良好生物相容性的海藻酸钙水凝胶。但海藻酸钙水凝胶会在生理盐水中发生离子迁移，导致凝胶结构解离，产生严重的溶胀现象。此外，海藻酸钙水凝胶在PBS缓冲液中会生成磷酸钙沉淀而导致水凝胶彻底崩解。为了解决上述普通离子型海藻酸钙水凝胶的缺陷，改性海藻酸钠的研制一直以来都被研究学者们所关注。其中，海藻酸钠的化学改性主要包括羧基改性以及羟基改性，其目的在于为海藻酸钠引入新的官能团，产生新的反应位点，以制备新型的共价交联水凝胶。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种乙烯基醚化改性海藻酸钠。本专利技术的第二个目的是提供一种所述乙烯基醚化改性海藻酸钠的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供一种所述乙烯基醚化改性海藻酸钠用作快速止血材料的用途。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的第一个方面提供了一种乙烯基醚化改性海藻酸钠，通过海藻酸钠(下文简记为SA)接枝10～30％的乙烯基醚(CH2＝CH-O-)基团制备得到。所述乙烯基醚化改性海藻酸钠是由海藻酸钠与含有乙烯基醚基团、且能与海藻酸钠中所含羧基官能团进行酰胺化反应的化合物反应制备得到，反应方程式如下所示：所述含有乙烯基醚基团、且能与海藻酸钠中所含羧基官能团进行酰胺化反应的化合物为3-氨基乙醇乙烯基醚。所述海藻酸钠的分子量为50～500kDa。本专利技术的第二个方面提供了一种所述乙烯基醚化改性海藻酸钠的制备方法，包括以下步骤：将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)的混合物溶于水中，得到催化剂溶液，将该催化剂溶液加入浓度为1％、pH值为4～7的海藻酸钠(SA)水溶液中，在温度为15～30℃的条件下搅拌活化0.5～3h，加入3-氨基乙醇乙烯基醚(APVE)，在温度为15～30℃的条件下搅拌1～30h(优选为10～20h)，将反应液倒入乙醇中产生絮状沉淀，过滤，得到的滤饼依次经过乙醇和乙醚洗涤，然后将滤饼抽真空干燥，获得所述乙烯基醚化改性海藻酸钠；海藻酸钠中的羧酸钠基团与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1：(0.5～5)：(0.5～5)；海藻酸钠中的羧酸钠基团与3-氨基乙醇乙烯基醚的摩尔比为1：(0.5～5)。海藻酸钠的羧酸钠摩尔数量计算方法为：海藻酸钠的质量除以糖单元摩尔质量，即得到海藻酸钠糖单元的摩尔数量，由于海藻酸钠每个糖单元都有羧酸钠基团，所以糖单元的摩尔数量就是海藻酸钠羧酸钠基团的摩尔数量。本专利技术的第三个方面提供了一种乙烯基醚化改性海藻酸钠交联水凝胶，是由所述的乙烯基醚化改性海藻酸钠在水中形成。所述乙烯基醚化改性海藻酸钠溶于去离子水或生理盐水中均会在1s～5min中形成水凝胶。本专利技术的第四个方面提供了一种所述乙烯基醚化改性海藻酸钠用作快速止血材料的用途。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术的乙烯基醚化改性海藻酸钠遇水或生理盐水在短时间内(1s～5min)通过氢键作用形成水凝胶，且无溶胀解离现象，因此，本专利技术的乙烯基醚化改性海藻酸钠具有很好的生物相容性和生物可降解性；本专利技术的乙烯基醚化改性海藻酸钠引入了碳碳双键，提供了新的反应位点；可应用于快速止血材料的制备与研究。本专利技术的乙烯基醚化改性海藻酸钠具有短时间内(10s左右)快速形成水凝胶的特性，可用作快速止血材料，且在生理盐水中不会发生溶胀解离的现象。此外，具有优良生物相容性的乙烯基醚化改性海藻酸钠还能用于与其它官能化小分子及大分子进行交联制备合成具有更多功能的生物医用材料，具有广泛的应用前景。附图说明图1为实施例1制备的乙烯基醚化改性海藻酸钠的拉曼光谱图；其中，(a)为原料海藻酸钠，(b)为实施例1制备的乙烯基醚化改性海藻酸钠。图2为实施例2制备的酸化处理的乙烯基醚化改性海藻酸钠的红外光谱图；其中，(a)为酸化处理的原料海藻酸钠，(b)为实施例2制备的酸化处理的乙烯基醚化改性海藻酸钠。图3为实施例1制备的乙烯基醚化改性海藻酸钠形成的水凝胶的流变行为图，温度为25℃。图4为实施例1制备的乙烯基醚化改性海藻酸钠形成的水凝胶的流变行为图，温度为37℃。图5为不同接枝率的乙烯基醚化改性海藻酸钠形成的水凝胶对小鼠胚胎成纤维细胞(NIH3T3)的细胞毒性柱状图。图6为海藻酸钠的结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术实施例所用的试剂和材料如下：海藻酸钠(SA)，化学纯(200mPas)，青岛明月海藻集团有限公司；3-氨基丙醇乙烯基醚(APVE)，分析纯，常州环灵化工有限公司；1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)，分析纯，上海阿拉丁试剂有限公司；N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，化学纯，上海阿拉丁试剂有限公司；无水乙醇，分析纯，上海泰坦科技有限公司；无水乙醚，分析纯，上海泰坦科技有限公司。实施例1称取分子量为50kDa的海藻酸钠(SA)2g溶解于200mL、pH＝4的稀盐酸水溶液中，配置成浓度为1％的海藻酸钠水溶液，将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)(0.96g)与羟基琥珀酰亚胺(NHS)(0.58g)溶于5mL去离子水中配置成催化剂溶液，充分溶解后迅速加入上述SA水溶液中，在温度为15℃条件下搅拌30min，再加入0.58mL3-氨基乙醇乙烯基醚(APVE)，在温度为15℃条件下继续搅拌反应5h，用800mL乙醇进行沉降，抽滤收集沉淀物，分别使用150mL乙醇洗涤沉淀物三次，接着用150mL乙醚洗涤沉淀物三次，将沉淀物真空干燥8h，得到乙烯基醚化改性海藻酸钠(简记为SA-VE-1)，通过元素分析计算得到乙烯基醚基团接枝率为15％。SA-VE的乙烯基醚基团的接枝率由下式计算得到：式中，N％为元素分析测试SA-VE样品中的氮含量，m为称取的SA-VE样品的质量。乙烯基醚化改性海藻酸钠SA-VE-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙烯基醚化改性海藻酸钠，其特征在于：通过海藻酸钠接枝10～30％的乙烯基醚基团制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种乙烯基醚化改性海藻酸钠，其特征在于：通过海藻酸钠接枝10～30％的乙烯基醚基团制备得到。2.根据权利要求1所述的乙烯基醚化改性海藻酸钠，其特征在于：所述乙烯基醚化改性海藻酸钠是由海藻酸钠与含有乙烯基醚基团、且能与海藻酸钠中所含羧基官能团进行酰胺化反应的化合物反应制备得到。3.根据权利要求2所述的乙烯基醚化改性海藻酸钠，其特征在于：所述含有乙烯基醚基团、且能与海藻酸钠中所含羧基官能团进行酰胺化反应的化合物为3-氨基乙醇乙烯基醚。4.根据权利要求1所述的乙烯基醚化改性海藻酸钠，其特征在于：所述海藻酸钠的分子量为50～500kDa。5.一种权利要求1至4任一项所述的乙烯基醚化改性海藻酸钠的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和羟基琥珀酰亚胺的混合物溶于水中，得到催化剂溶液，将该催化剂溶液加入浓度为1％...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎美东，徐思诗，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31