一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶的制备方法，将乙酸壳聚糖溶液干燥成膜后，进行等离子体改性处理，然后加入含伴刀豆蛋白的PBS溶液进行振荡，钝化，烘干，即得所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶。该壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶具有细胞靶向粘附性能和控释性能，有利于细胞的粘附生长；本发明专利技术还构建了一种无毒安全、操作可控的活性物质的控制释放体系，显著提高了活性功能因子在结肠部位的吸收量提高和生物利用率；另外，本发明专利技术的制备方法简单，绿色环保，因此，该水凝胶在作为/制备活性功能因子控制释放的载体材料中具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶及其制备方法和应用
本专利技术属于生物
更具体地，涉及一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
由于富含活性功能因子的功能食品自身具有特殊的生理调节作用而备受关注，但受人体消化道的生理及消化吸收的特点，以及活性功能因子半衰期短、易降解等因素的制约，如何提高活性功能因子的生物利用有效性是功能食品所面临的关键性问题。为了解决此问题，一般借助载体材料(尤其是来源广泛、无毒安全的天然多糖材料)与活性功能因子进行包埋，再将微囊体递送至作用部位，以减少活性功能因子在人体消化道中不必要的失活。随着材料学、制剂学以及食品科学的发展，活性功能因子的传输由被动传输向着细胞特异性等精准性更高的传输形式发展。细胞粘附是指生物粘附材料直接与细胞膜的粘附，生物粘附材料通过共价键、氢键、静电作用或受体-配体亲和作用等，与细胞上的黏膜或黏液发生相互作用，实现药物/活性功能因子在特定部位的浓度增加，进而提高其生物利用率。为了提高载体材料的细胞靶向粘附性，可修饰载体材料表面的分子链段，通过与靶细胞表面特有的黏蛋白分子连段相互作用，形成“受体-配体”的形式实现。水凝胶是活性功能因子靶向递送的重要形式，借助载体材料(如：壳聚糖、果胶、海藻酸钠等)吸水后形成粘稠的凝胶层，调控凝胶层微观结构，控制药物/营养物质的释放速率。由于天然多糖水凝胶不具有细胞靶向粘附性能，现有技术中以化学改性来制备细胞靶向粘附水凝胶。例如，Porfiryeva等(2019)以氯化丙烯酸改性商业化的胃肠道包衣材料EPO，改性后的EPO对鼻腔粘膜有良好的粘附性，并提高了荧光素钠的滞留时间。Elbahwy等(2018)通过6,6’-二甲基烟酰胺等试剂制备半胱氨酸-6-甲基丙次甲基邻苯二甲酸，再通过酰胺键接入商业化肠溶包衣材料EudragitL100-55，以此改性材料包载广谱抗菌药硝酸益康唑，用作眼部粘附给药制剂；改性材料对眼部粘膜细胞的毒性较轻，同时能够对药物进行缓释，避免了氧化，提高了治疗效果。Kolawole等(2018)在壳聚糖上接入甲基丙烯酸，改性后的壳聚糖对pH的敏感性增加，同时对膀胱细胞具有粘附性，增大了荧光素钠在膀胱粘膜中的滞留时间。无论是鼻腔、眼部等处的黏膜细胞，还是胃肠道部位的黏膜细胞，均需要引入一定的化学基团才能实现细胞粘附材料与黏膜之间的相互作用。例如，RupaDevi等(2019)用巯基乙酸对亚麻籽粘液多糖进行酯化反应，接入硫醇基团，以此提高多糖的粘附性能，并对模型药物双氯酚酸钠有控释作用，可延长其释放时间。而Estrellasa等(2019)则以聚甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸乙酯为基础，溶于DMSO后，在70℃下接入L-苯丙氨酸、L-酪氨酸、L-二羟基苯丙氨酸，反应24小时，最后经透析及液氮冻干等操作，获得生物粘附性能显著提高的高分子材料，可有效地用于口服药物的递送。本专利技术人(Situ,W.B等，2015)在改性的醋酸酯淀粉上，通过羰二咪唑活化淀粉材料结构中的羟基-OH，引入含氮基团，然后再与糖蛋白结合，形成了具有消化道细胞靶向粘附性能的淀粉基载体材料。但是，以上现有技术采用化学方法引入化学基团的方式，来实现对细胞或粘膜具有粘附作用的水凝胶载体材料的粘附性能；而化学方法操作过程中使用的改性试剂具有生物毒性，且改性过程复杂；由于功能因子在胃肠道中进行递送，考虑到水凝胶载体材料的生物安全性，因此化学改性处理载体材料还需要进行严格的分离操作。因此，亟需一种绿色环保、操作简便的水凝胶载体的改性方法，来实现水凝胶载体材料的粘附性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的上述的缺陷和不足，提供一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶及其制备方法和应用。本专利技术的目的是提供一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶的制备方法。本专利技术另一目的是提供所述方法制备得到的壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶。本专利技术又一目的是提供所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶在作为/制备活性功能因子控制释放的载体材料中的应用。本专利技术再一目的是提供一种活性功能因子控制释放的载体材料。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：本专利技术首先提供了一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶的制备方法，将乙酸壳聚糖溶液干燥成膜后，进行等离子体改性处理，然后加入含伴刀豆蛋白的PBS溶液进行振荡，钝化，烘干，即得所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶。优选地，所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶的制备方法，包括以下步骤：S1.将壳聚糖溶于乙酸溶液中混合成乙酸壳聚糖溶液，于40℃～50℃干燥11～13h，得到壳聚糖基水凝胶薄膜；S2.将步骤S1得到的壳聚糖基水凝胶薄膜置于氮气中，接入高压直流电进行等离子体改性处理，得到等离子体改性壳聚糖基水凝胶薄膜；S3.将含伴刀豆蛋白的PBS溶液加入步骤S2得到的等离子体改性壳聚糖基水凝胶薄膜中振荡11～13h后，用甘氨酸溶液钝化，24℃～26℃烘干，即得所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶。优选地，步骤S2所述等离子体改性处理的时间为10～90min。更优选地，步骤S2所述等离子体改性处理的时间为90min。优选地，步骤S3所述伴刀豆蛋白的浓度为8～32ug/mg。更优选地，步骤S3所述伴刀豆蛋白的浓度为18ug/mg。优选地，步骤S3所述等离子体改性壳聚糖基水凝胶薄膜与含伴刀豆蛋白的PBS溶液的质量体积比为1：0.8～1.2。更优选地，步骤S3所述等离子体改性壳聚糖基水凝胶薄膜与含伴刀豆蛋白的PBS溶液的质量体积比为1：1.优选地，步骤S1所述乙酸壳聚糖溶液的浓度为1％～4％。更优选地，步骤S1所述乙酸壳聚糖溶液的浓度为4％。优选地，步骤S1所述壳聚糖的分子量为10000～600000g/mol。更优选地，步骤S1所述壳聚糖的分子量为150000g/mol。优选地，步骤S2所述高压直流电的电压为10～15kV，电流为0.15～0.5mA。更优选地，步骤S2所述高压直流电的电压为10kV，电流为0.25mA。优选地，步骤S3所述甘氨酸溶液的质量浓度为0.5％～1.5％。更优选地，步骤S3所述甘氨酸溶液的质量浓度为1％。优选地，步骤S1所述干燥的温度为45℃，干燥的时间为12h。优选地，步骤S3所述振荡的时间为12h。优选地，步骤S3所述烘干的温度为25℃。所述方法制备得到的壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶，也应在本专利技术的保护范围之内。经过创造性的探索实验，本专利技术发现等离子体改性处理的操作有利于在壳聚糖基水凝胶薄膜表面引入新的基团，经过等离子体改性并接入伴刀豆蛋白制备得到的壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶，有利于细胞的粘附生长；且壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶微丸和片剂呈现出了控制活性功能因子(5-氨基水杨酸、牛血清白蛋白)释放的效果，使得活性物质尤其是蛋白类的活性功能因子在结肠部位的吸收量提高，显著提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶的制备方法，其特征在于，将乙酸壳聚糖溶液干燥成膜后，进行等离子体改性处理，然后加入含伴刀豆蛋白的PBS溶液进行振荡，钝化，烘干，即得所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶的制备方法，其特征在于，将乙酸壳聚糖溶液干燥成膜后，进行等离子体改性处理，然后加入含伴刀豆蛋白的PBS溶液进行振荡，钝化，烘干，即得所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将壳聚糖溶于乙酸溶液中混合成乙酸壳聚糖溶液，于40℃～50℃干燥11～13h，得到壳聚糖基水凝胶薄膜；
S2.将步骤S1得到的壳聚糖基水凝胶薄膜置于氮气中，接入高压直流电进行等离子体改性处理，得到等离子体改性壳聚糖基水凝胶薄膜；
S3.将含伴刀豆蛋白的PBS溶液加入步骤S2得到的等离子体改性壳聚糖基水凝胶薄膜中振荡11～13h后，用甘氨酸溶液钝化，24℃～26℃烘干，即得所述壳聚糖基细胞靶向粘附控释水凝胶。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述等离子体改性处理的时间为10～90min。

【专利技术属性】
技术研发人员：司徒文贝，黎耀元，杨婧雯，宋贤良，罗树灿，张钦发，魏韬，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44