使用紫外线制备生物相容的聚γ-谷氨酸水凝胶的方法技术

本发明专利技术涉及使用紫外线制备聚γ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用紫外线制备生物相容的聚
γ-谷氨酸水凝胶的方法


[0001]本专利技术涉及使用紫外线制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，以及涉及通过该方法制备的生物相容的聚γ-谷氨酸水凝胶的用途。

技术介绍

[0002]水凝胶通常是指具有三维亲水性聚合物网络的材料，其包含大量的水，并且由均聚物或共聚物制成，并形成几乎不受外力诱导的结构稳定的三维结构。由于该结构是由诸如氢键、共价键或物理聚集等各种因素形成的，因此水凝胶在水性溶液中溶胀后是热力学稳定的，并且具有与液体和固体之间的中间形式相对应的机械和物理化学性质。
[0003]另外，可以根据聚合物的化学结构以及亲水性与聚合物链之间的交联程度对水凝胶的溶胀度进行调节，因此可以根据组成和制备方法，制造具有各种形状和性质的水凝胶。迄今为止，已经对水凝胶的物理化学性质进行了许多研究，并且结果，已开发了各种类型的水凝胶。
[0004]水凝胶已在工业中用作化妆品材料，从主要基于超强吸水特性的卫生产品开始，目前，它已广泛用于许多领域，包括诸如药物递送系统、栓塞、组织工程支架等的药物应用，化妆品填充剂以及工业应用，并引入各种附加功能。
[0005]聚γ-谷氨酸是具有γ-肽键的物质，并且它是由诸如枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的GRAS(通常被认为是安全的)生产的天然氨基酸聚合物材料。正在以各种方式进行根据聚γ-谷氨酸在γ射线照射期间的性质的变化以及使用交联剂的水凝胶的开发、以及它们的工业化的各种研究。
[0006]然而，由于观察到聚γ-谷氨酸水凝胶在诸如水或缓冲溶液的溶液中溶胀并溶解，因此需要研究和开发在溶液中保持其形态并以稳定状态存在的生物相容的聚γ-谷氨酸水凝胶。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]如上所述，通过γ射线照射交联的常规的聚γ-谷氨酸水凝胶具有在溶液中溶胀并溶解的问题，并因此为了解决根据化学交联方法的水凝胶毒性问题，本专利技术提供了通过使用紫外线照射进行交联来制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法。
[0009]技术方案
[0010]本专利技术提供了一种制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，该方法包括：将聚γ-谷氨酸溶解在溶剂中(步骤1)；将N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵加入并溶解在步骤1的聚γ-谷氨酸的溶液中(步骤2)；以及，用紫外线对步骤2的溶液进行照射(步骤3)。
[0011]本专利技术提供了通过上述制备其的方法制备的聚γ-谷氨酸水凝胶。
[0012]本专利技术提供了包含该聚γ-谷氨酸水凝胶的组织工程支架。
[0013]本专利技术提供了包含该聚γ-谷氨酸水凝胶的人造器官。
[0014]另外，本专利技术提供了包含该聚γ-谷氨酸水凝胶的用于3D打印机的生物墨水组合物。
[0015]有益效果
[0016]根据本专利技术，使用紫外线照射制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法解决了聚γ-谷氨酸溶液中的微生物污染的问题，并且仅通过简单的处理工艺，以高收率生产聚γ-谷氨酸水凝胶，并且由于确认了该聚γ-谷氨酸水凝胶在溶液中具有改善的储存稳定性，因此可以提供通过本专利技术的制备其的方法制备的聚γ-谷氨酸水凝胶作为组织工程支架、人造器官和用于3D打印的生物墨水。
附图说明
[0017]图1示出了在本专利技术中使用的聚γ-谷氨酸的凝胶渗透色谱(GPC)分析的色谱图。
[0018]图2示出了在本专利技术中使用的聚γ-谷氨酸的凝胶渗透色谱(GPC)分析的分子量分布。
[0019]图3是示出了用γ射线照射的聚γ-谷氨酸水凝胶的粘弹性的检查结果(a)以及根据本专利技术的聚γ-谷氨酸水凝胶的粘弹性的检查结果(b)的图。
[0020]图4是示出了用γ射线照射的聚γ-谷氨酸水凝胶在溶液中的稳定性的观察结果(a)以及根据本专利技术的用紫外线照射的聚γ-谷氨酸水凝胶在溶液中的稳定性的观察结果(b)的图。
具体实施方式
[0021]在下文中，将对本专利技术进行详细描述。
[0022]本专利技术的专利技术人已经进行了改善聚γ-谷氨酸水凝胶在溶液中的稳定性的研究，并且确认了使用紫外线照射制备水凝胶的方法能够以高收率生产聚γ-谷氨酸水凝胶，而无需诸如回收工艺的处理工艺，并且可以解决聚γ-谷氨酸溶液中的微生物污染的问题，并具有改善聚γ-谷氨酸水凝胶在溶液中的储存稳定性的效果，从而完成了本专利技术。
[0023]本专利技术可以提供一种制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，该方法包括：将聚γ-谷氨酸溶解在溶剂中(步骤1)；将N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵加入并溶解在步骤1的聚γ-谷氨酸的溶液中(步骤2)；以及，用紫外线对步骤2的溶液进行照射(步骤3)。
[0024]更详细地，聚γ-谷氨酸的重均分子量可以为30-30,000kDa，更优选为33,965-28,939,415Da，但不限于此。
[0025]另外，聚γ-谷氨酸能够以10w/v％-30w/v％，更优选20w/v％的含量被包含在溶剂中。
[0026]步骤1中的溶剂可以是水。
[0027]相对于作为聚γ-谷氨酸单体的谷氨酸的分子数，可以以1:1的分子比加入步骤2的N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵。
[0028]更具体地，当N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵以低于所述添加比加入时，水凝胶性质降低，并因此不能产生正常的水凝胶。
[0029]在照射紫外线的步骤3中，可以将能量为50-70mW/cm2的紫外线照射至步骤2的溶液。
[0030]更具体地，从紫外线照射器到溶液的距离可以是30cm，并且可以在365nm的紫外线波长下照射2小时。此时，照射能量可以为50-70mW/cm2。
[0031]当将紫外线照射到混合有聚γ-谷氨酸和N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵的溶液时，N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵键合至聚γ-谷氨酸，并在聚γ-谷氨酸分子之间发生交联，结果，可以生成聚γ-谷氨酸水凝胶。
[0032]另外，制备水凝胶的方法可以进一步包括在室温下将在步骤3中用紫外线照射的溶液风干。
[0033]所述聚γ-谷氨酸水凝胶可以被包含在具有改善的储存稳定性和粘弹性的人造器官、组织工程支架、化妆品材料或用于3D打印机的生物墨水组合物中。
[0034]根据制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，本专利技术可以提供聚γ-谷氨酸水凝胶。
[0035]聚γ-谷氨酸水凝胶可以具有改善的储存稳定性和粘弹性。
[0036]根据本专利技术的实施方式，为了确认通过紫外线照射或γ射线照射而制备的聚γ-谷氨酸水凝胶在溶液中的稳定性，确认了水凝胶的形态随时间的变化。在风干之前，将通过上述方法制备的3g聚γ-谷氨酸水凝胶放入培养皿中，并进行风干以制备圆形凝胶，并将蒸馏水、20mM磷酸钾缓冲液(KPB；pH 6.0)、1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，所述方法包括：步骤1，将聚γ-谷氨酸溶解在溶剂中；步骤2，将N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵加入并溶解在步骤1的聚γ-谷氨酸的溶液中；以及步骤3，用紫外线对步骤2的溶液进行照射。2.根据权利要求1所述的制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，其中，所述聚γ-谷氨酸的重均分子量为30-30,000kDa。3.根据权利要求1所述的制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，其中，所述步骤1中的所述溶剂为水。4.根据权利要求1所述的制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，其中，相对于作为聚γ-谷氨酸单体的谷氨酸的分子数，以1:1的分子比加入所述步骤2中的N,N,N-三甲基-3-[(2-甲基丙烯酰基)氨基]丙烷-1-铵。5.根据权利要求1所述的制备聚γ-谷氨酸水凝胶的方法，其中，在照射紫外线的步骤3中，将能量为50-70m...

【专利技术属性】
技术研发人员：成文喜，郭美善，朴相浚，
申请(专利权)人：国民大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：