一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂及其制备方法，原料组分包括水溶性胺化聚糖、水溶性醛基化聚糖和甲壳素晶须。采用浓硫酸法制备甲壳素晶须，高碘酸钠避光氧化制备醛基化聚糖，将胺化聚糖水溶液与甲壳素晶须共混形成组分A，醛基化聚糖水溶液为组分B，室温下等体积混合组分A和B，通过席夫碱反应形成水凝胶，得复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂。本发明专利技术通过在胺化聚糖溶液中添加甲壳素晶须，增强席夫碱反应形成的双组分水凝胶组织粘合剂的机械强度，尤其是凝胶内聚力，缩短成胶时间，提高生物粘合剂的组织粘合持久性能，应用于出血点封堵、组织填充、创面粘合修复和药物递送。

A kind of strengthening biological adhesive for compound chitin whisker and its preparation method

The invention relates to a reinforced biological adhesive for compound chitin whisker and a preparation method thereof. The raw material component includes water-soluble aminated glycan, water-soluble aldehyde glycan and chitin whisker. Chitin whiskers were prepared by concentrated sulfuric acid method. Aldehyde sodium glycans were prepared by photooxidation of sodium periodate. The aminated chitosan aqueous solution was blended with chitin whiskers into A, aldehyde glycated aqueous solution was composed of B, A and B were mixed at room temperature, and then formed hydrogels through Schiff base reaction to obtain the enhanced bio adhesive of chitin whiskers. The invention adds chitin whiskers into the aminated chitosan solution to enhance the mechanical strength of the two-component hydrogel tissue adhesive formed by the reaction of Schiff base, especially the cohesion of the gel, shortens the gelation time, and improves the tissue adhesive durability property of the biological adhesive, and is applied to plugging, tissue filling, wound adhesion repair and drug delivery.

【技术实现步骤摘要】
一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂及其制备方法
本专利技术属于生物医用材料领域，特别设计一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂及其制备方法。
技术介绍
外科临床上，创口的缝合长期依赖于手术缝合线，其缺陷在于操作时间长、组织二次损伤、炎症反应和不可避免的组织液渗出。针对传统缝合手段的弊端，过去30年间，寻求可替代传统手术缝合线的组织粘合技术的研究备受关注。与缝合线相比，组织粘合剂具有可有效止血、避免二次伤害、使用方便、减少手术时间、无需拆除等优点。理想的医用组织粘合剂需满足以下要求：(1)无毒性、无致癌、无致畸和致突变；(2)有良好的生物相容性；(3)无菌且可抑菌；(4)可以在有血液和组织液的潮湿环境下使用；(5)常温常压下可以实现快速粘合；(6)粘合强度及粘合持久性良好，粘合部分具有一定的弹性和韧性；(7)生物可降解。而组织粘合作用的有效发挥取决于胶剂与生物界面的粘结力，以及胶剂形成凝胶后自身的内聚力。商业化的医用组织粘合剂主要有α-氰基丙烯酸酯类和纤维蛋白两大类。纤维蛋白胶是第一款商用的组织粘合剂，但由于组织粘合力差、内聚力低、病毒感染风险高，大大限制了其广泛应用。氰基丙烯酸酯粘合剂虽然粘结强度高、内聚力强，并可在湿态界面发挥粘合能力，但在应用中表现出高细胞毒性、异物反应、灼烧感和抗拉强度低等问题。此外，采用明胶、间苯二酚和甲醛的粘合剂，与牛血清蛋白和戊二醛为成分的粘合剂，其应用均受制于甲醛和戊二醛自身的毒性；而采用京尼平改良交联剂用于增强粘结强度的粘合剂，其成胶时间大大延长；基于邻苯二酚基团的贻贝足丝蛋白胶需要氧化剂和碱性条件才可实现粘合。因此，目前，尚无一种产品可以满足理想粘合剂的所有要求。利用醛基化多糖与含氨基高分子间的席夫碱反应制备的双组分粘合剂，可在湿态环境中成胶，与组织中的蛋白间形成化学键而实现组织粘合，具有良好的生物相容性和生物可降解性，但其凝胶内聚力低、机械强度差，无法实现持久组织粘合效果。甲壳素晶须，是以单晶形式存在的甲壳素纤维，由甲壳素分子有序堆积而成，晶粒排列规整且内部缺陷较少，所以晶须模量较高，其横向模量和纵向模量分别高达15和150GPa，适宜用作增强材料。
技术实现思路
为可现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂及其制备方法，本专利技术选用水溶性胺化聚糖、水溶性醛基化聚糖和甲壳素晶须，通过在胺化聚糖溶液中添加甲壳素晶须，增强席夫碱反应形成的双组分水凝胶组织粘合剂的机械强度，尤其是凝胶内聚力，缩短成胶时间，提高生物粘合剂的组织粘合持久性能。为解决以上问题，本专利技术具体实施方式包括以下步骤：本专利技术所述一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂，其特征在于所述生物粘合剂的组分包括水溶性胺化聚糖、水溶性醛基化聚糖和甲壳素晶须；其制备方法包括：（1）虾蟹壳破碎成粉末，分散在3M的浓硫酸中，甲壳素与浓硫酸溶液的混合比例为3%w/v，90℃的水浴中搅拌12h，去离子水稀释，离心去除上清，重复3次，将所得沉淀用去离子水重悬，转移至截留分子量为8000～14000Da透析袋中，充分透析至透析袋内悬液的pH为6.0，600W功率下超声处理10min使沉淀完全悬浮，将所得悬液7200rpm离心，冻干得甲壳素晶须；（2）将高碘酸钠水溶液避光逐滴加入到聚糖水溶液中，室温搅拌，去离子水充分透析至透析液中不检出高碘酸钠，冻干得醛基化聚糖；（3）胺化聚糖水溶液与甲壳素晶须共混形成组分A，醛基化聚糖水溶液为组分B，将组分A、B等体积混合，室温下通过席夫碱反应形成水凝胶，得到复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂，其中胺化聚糖水溶液的浓度为1～7%w/v，甲壳素晶须的浓度为0.5～2%w/v，醛基化聚糖水溶液的浓度为10～20%w/v。本专利技术所述的一种强化生物粘合剂，其特征是所述的胺化聚糖选自羧甲基壳聚糖、羟丁基壳聚糖、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖醋酸盐、壳聚糖季铵盐等及其胺化衍生物中的一种或几种。本专利技术所述的一种强化生物粘合剂，其特征是所述的醛基化聚糖选自醛基化海藻酸钠、醛基化透明质酸、醛基化可溶性淀粉、醛基化葡聚糖、醛基化甘露聚糖、醛基化葡甘聚糖等中的一种或几种。本专利技术所述的一种强化生物粘合剂，其特征是所述的强化生物粘合剂的压缩应力可通过组分A中甲壳素晶须的浓度调整。本专利技术所述的一种强化生物粘合剂，其特征是所述的强化生物粘合剂室温下的成胶时间为7-30s。本专利技术所述的一种强化生物粘合剂，其特征是所述的强化生物粘合剂在皮肤或生物黏膜界面具有粘合作用，可应用于出血点封堵、组织填充、创面粘合修复和药物递送。与现有技术相比，本专利技术所述的一种强化生物粘合剂，通过在胺化聚糖中混入甲壳素晶须，增强胺化聚糖与醛基化聚糖通过席夫碱反应形成的水凝胶生物粘合剂的内聚力，同时不损减粘合剂本身的组织粘合性能，缩短成胶时间，提高席夫碱连接的生物粘合剂的组织粘合持久性能。此外，本专利技术所述强化生物粘合剂制备工艺条件简单，成本低廉，具有产业化前景。附图说明图1、不同配比复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂的压缩应力。图2、双组分复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂通过注射器推注成胶图。图3、不同配比复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂的成胶时间具体实施例下面通过实施例对本专利技术做出进一步具体说明，但本专利技术不局限于这些实施例。实施例1。（1）甲壳素晶须的制备：虾蟹壳破碎成粉末，称取3g甲壳素粉末分散在3M的浓硫酸中，甲壳素与浓硫酸溶液的混合比例为3%w/v，90℃的水浴中搅拌12h，去离子水稀释，离心去除上清，重复3次，将所得沉淀用去离子水重悬，转移至截留分子量为8000～14000Da的透析袋中，充分透析至透析袋内悬液的pH为6.0，600W功率下超声处理10min，使沉淀完全悬浮，将所得悬液7200rpm离心，冻干得甲壳素晶须。（2）醛基化葡聚糖的制备：称取2.5g葡聚糖，溶解于50mL去离子水中，将高碘酸钠水溶液避光逐滴加入到葡聚糖溶液中，高碘酸钠与葡聚糖的摩尔比为3:4，室温搅拌4h，转移至截留分子量为3500Da的透析袋中，去离子水中充分透析至透析液中不检出高碘酸钠，冻干得醛基化葡聚糖。（3）称取5mg甲壳素晶须分散于1mL去离子水中，制成浓度为0.5%的甲壳素晶须悬液，向其中加入50mg羧甲基壳聚糖，充分搅拌至完全溶解，终浓度为5%，制成组分A；称取将醛基化聚糖150mg，溶于1mL去离子水溶液中，终浓度为15%，制成组分B；将组分A、B等体积混合，室温下通过席夫碱反应形成水凝胶，成胶时间为8s，最大压缩应力为8N。实施例2。（1）甲壳素晶须的制备：虾蟹壳破碎成粉末，称取3g甲壳素粉末分散在3M的浓硫酸中，甲壳素与浓硫酸溶液的混合比例为3%w/v，90℃的水浴中搅拌12h，去离子水稀释，离心去除上清，重复3次，将所得沉淀用去离子水重悬，转移至截留分子量为8000～14000Da的透析袋中，充分透析至透析袋内悬液的pH为6.0，600W功率下超声处理10min，使沉淀完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂，其特征在于所述生物粘合剂的组分包括水溶性胺化聚糖、水溶性醛基化聚糖和甲壳素晶须；其制备方法包括：（1）虾蟹壳破碎成粉末，分散在3M的浓硫酸中，甲壳素与浓硫酸溶液的混合比例为3% w/v，90℃的水浴中搅拌12h，去离子水稀释，离心去除上清，重复3次，将所得沉淀用去离子水重悬，转移至截留分子量为8000～14000Da透析袋中，充分透析至透析袋内悬液的pH为6.0，600W功率下超声处理10min使沉淀完全悬浮，将所得悬液7200rpm离心，冻干得甲壳素晶须；（2）将高碘酸钠水溶液避光逐滴加入到聚糖水溶液中，室温搅拌，去离子水充分透析至透析液中不检出高碘酸钠，冻干得醛基化聚糖；（3）胺化聚糖水溶液与甲壳素晶须共混形成组分A，醛基化聚糖水溶液为组分B，将组分A、B等体积混合，室温下通过席夫碱反应形成水凝胶，得到复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂，其中胺化聚糖水溶液的浓度为1～7% w/v，甲壳素晶须的浓度为0.01～2%w/v，醛基化聚糖水溶液的浓度为10～20% w/v。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂，其特征在于所述生物粘合剂的组分包括水溶性胺化聚糖、水溶性醛基化聚糖和甲壳素晶须；其制备方法包括：（1）虾蟹壳破碎成粉末，分散在3M的浓硫酸中，甲壳素与浓硫酸溶液的混合比例为3%w/v，90℃的水浴中搅拌12h，去离子水稀释，离心去除上清，重复3次，将所得沉淀用去离子水重悬，转移至截留分子量为8000～14000Da透析袋中，充分透析至透析袋内悬液的pH为6.0，600W功率下超声处理10min使沉淀完全悬浮，将所得悬液7200rpm离心，冻干得甲壳素晶须；（2）将高碘酸钠水溶液避光逐滴加入到聚糖水溶液中，室温搅拌，去离子水充分透析至透析液中不检出高碘酸钠，冻干得醛基化聚糖；（3）胺化聚糖水溶液与甲壳素晶须共混形成组分A，醛基化聚糖水溶液为组分B，将组分A、B等体积混合，室温下通过席夫碱反应形成水凝胶，得到复合甲壳素晶须的强化生物粘合剂，其中胺化聚糖水溶液的浓度为1～7%w/v，甲壳素晶须的浓度为0.01～2%w/v，醛基化聚糖水溶液的浓度为10～20%w/v。


2.如权利要求1所述的一种强...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔明，逄建辉，陈西广，冯超，程晓杰，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37