一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法，具体为：将壳聚糖溶解于醋酸溶液中，得到壳聚糖的醋酸溶液；利用NIPAm和AMPS自由基聚合制备聚阴离子PNAM；在冰水浴条件下，将PNAM水溶液与NaHCO3溶液加入壳聚糖的醋酸溶液中，搅拌30min，之后将样品放置于37℃恒温水浴锅中，进行凝胶化，最后冷冻干燥，得到壳聚糖水凝胶。以壳聚糖为载体，其具有抑菌杀菌、消炎止血、促进伤口愈合等优势，通过聚电解质复合法制备的原位凝胶不仅具有温度敏感性，还具有pH敏感性，可实现药物的控制释放，大大减少了外科手术的创伤，降低了手术成本。降低了手术成本。降低了手术成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于生物医用高分子材料制备
，具体涉及一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法，还涉及该壳聚糖水凝胶的应用。

技术介绍

[0002]心血管疾病是严重威胁人类生命健康的重大疾病之一，其中心肌梗死患者数量庞大，死亡率高。心肌梗死的治疗多采用冠状动脉介入治疗即支架手术或冠状动脉搭桥手术这类大创伤手术，术后容易造成伤口感染，导致二次损伤。
[0003]可植入原位成型凝胶是组织工程支架的一种，其在室温下呈溶液的流动状态，可包裹治疗药物，当注射到指定位置后，依靠环境刺激(光、温度、pH值等)在注射部位发生相变形成凝胶，从而大大减小了外科手术带来的创伤，降低了手术成本，是一种操作方便的微创法，被广泛应用于药物递送和组织支架工程等生物医学领域。然而目前载体的安全性、在体内的滞留性等大大限制了可植入材料的发展。
[0004]壳聚糖作为一种生物相容性、可生物降解的阳离子多糖，具有杀菌、抑菌、消炎、止血和促进伤口愈合的能力，具有生物粘附性和生物活性，能有效地增加药物的吸收，提高药物的生物利用度，在生物医用领域有广泛应用。以壳聚糖为载体构建一种新型可植入壳聚糖原位凝胶，比其它固体制剂的移植埋入安全性高、简单易行、无需手术、创伤小。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法。
[0006]本专利技术的另一目的是提供上述壳聚糖水凝胶在药物控释中的应用。
[0007]本专利技术所采用的技术方案是，一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0008]步骤1，将壳聚糖溶解于醋酸溶液中，得到壳聚糖的醋酸溶液；
[0009]步骤2，利用N
‑
异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)自由基聚合制备聚阴离子PNAM；
[0010]步骤3，在冰水浴条件下，将PNAM水溶液与NaHCO3溶液加入壳聚糖的醋酸溶液中，搅拌30min，之后将样品放置于37℃恒温水浴锅中，进行凝胶化，最后冷冻干燥，得到壳聚糖水凝胶。
[0011]本专利技术的特点还在于，
[0012]步骤1中，醋酸溶液的质量分数为1％；壳聚糖在醋酸溶液的浓度为15～30mg/mL。
[0013]步骤2中，具体为：
[0014]将单体NIPAm和单体AMPS溶解于混合溶剂中，然后将引发剂在N2保护、60℃的恒温搅拌下滴加至混合溶剂中，滴加时长为2
‑
3h；滴加完毕后，密封体系反应24h，将反应液移至截留分子量为3500Da的透析袋中透析3天，将样品在
‑
46℃下冷冻干燥，即可得聚阴离子PNAM。
[0015]引发剂为偶氮二异庚腈，引发剂的质量是单体NIPAm和单体AMPS总质量的1％；NIPAm与AMPS的摩尔比为3:7。
[0016]混合溶剂由体积比为4：1的蒸馏水和1,4
‑
二氧六环混合而成；
[0017]步骤3中，NaHCO3溶液的浓度为0.4mol/L；聚阴离子PNAM水溶液的质量浓度为3.0～6.0mg/mL；壳聚糖的醋酸溶液、PNAM溶液与NaHCO3溶液的体积比为10：1～5：5。
[0018]步骤3中，冰水浴的温度为0～4℃，凝胶化时间为60～500s，冷冻干燥时间为1～3天，冷冻干燥的温度为
‑
46℃。
[0019]本专利技术的有益效果是，以壳聚糖为载体，其具有抑菌杀菌、消炎止血、促进伤口愈合等优势，通过聚电解质复合法制备的原位凝胶不仅具有温度敏感性，还具有pH敏感性，可实现药物的控制释放，方法简单可行，无毒安全。本专利技术的可植入原位成型凝胶在室温下呈溶液的流动状态，注射入组织或器官时在指定部位可形成凝胶，大大减少了外科手术的创伤，降低了手术成本。
附图说明
[0020]图1为本专利技术可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的成型过程示意图；
[0021]图2为本专利技术聚电解质复合法制备的壳聚糖水凝胶的红外光谱图；
[0022]图3为本专利技术聚电解质复合法制备的壳聚糖水凝胶的SEM图；
[0023]图4为本专利技术的壳聚糖水凝胶与细胞培养24h后倒置显微镜照；
[0024]图5为阳性对照苯酚与细胞培养24h后倒置显微镜照片；
[0025]图6为载阿司匹林壳聚糖水凝胶的药物释放曲线。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0027]本专利技术一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0028]步骤1，将壳聚糖溶解于醋酸溶液中，得到壳聚糖的醋酸溶液；
[0029]醋酸溶液的质量分数为1％；
[0030]壳聚糖在醋酸溶液的浓度为15～30mg/mL；壳聚糖的粘度为中粘度壳聚糖(200～400mPa.s)或者高粘度壳聚糖(>400mPa.s)；
[0031]步骤2，利用N
‑
异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸(AMPS)自由基聚合制备聚阴离子PNAM，具体为：
[0032]将单体NIPAm和单体AMPS溶解于混合溶剂中，将引发剂与单体混合液混合，然后在N2保护、60℃的恒温搅拌下滴加至三口烧瓶中，滴加完毕后，密封体系反应24h，将反应液移至截留分子量为3500Da的透析袋中透析3天，将样品在
‑
46℃下冷冻干燥，即可得聚阴离子PNAM；
[0033]滴加时长为2
‑
3h；引发剂为偶氮二异庚腈(AVBN)，引发剂的质量是单体NIPAm和单体AMPS总质量的1％；
[0034]混合溶剂由体积比为4：1的蒸馏水和1,4
‑
二氧六环混合而成；
[0035]其中，NIPAm与AMPS的摩尔比为3:7，单体在混合溶剂中总浓度为0.5mol/L；
[0036]步骤3，在冰水浴条件下，将PNAM水溶液与NaHCO3溶液加入壳聚糖的醋酸溶液中，搅拌30min，之后将样品放置于37℃恒温水浴锅中，进行凝胶化，最后冷冻干燥，得到壳聚糖水凝胶；
[0037]NaHCO3溶液的浓度为0.4mol/L；聚阴离子PNAM水溶液的质量浓度为3.0～6.0mg/mL；
[0038]冰水浴的温度为0～4℃，凝胶化时间为60～500s，冷冻干燥时间为1～3天，冷冻干燥的温度为
‑
46℃；
[0039]壳聚糖的醋酸溶液、PNAM溶液与NaHCO3溶液的体积比为10：1～5：5。
[0040]本专利技术的方法，以壳聚糖为载体，通过与含有温敏单体N
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异丙基丙烯酰胺(NIPAm)的功能聚合物之间的静电相互作用，采用聚电解质复合法构建可植入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，将壳聚糖溶解于醋酸溶液中，得到壳聚糖的醋酸溶液；步骤2，利用N
‑
异丙基丙烯酰胺NIPAm和2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸AMPS自由基聚合制备聚阴离子PNAM；步骤3，在冰水浴条件下，将PNAM水溶液与NaHCO3溶液加入壳聚糖的醋酸溶液中，搅拌30min，之后将样品放置于37℃恒温水浴锅中，进行凝胶化，最后冷冻干燥，得到壳聚糖水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，醋酸溶液的质量分数为1％；壳聚糖在醋酸溶液的浓度为15～30mg/mL。3.根据权利要求1所述的一种可植入原位成型的壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，具体为：将单体NIPAm和单体AMPS溶解于混合溶剂中，将引发剂与单体混合液混合，然后在N2保护、60℃的恒温搅拌下滴加至三口烧瓶中，滴加时长为2
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3h；滴加完毕后，密封体系反应24h，将反应液移至截留分子量为3500Da的透析袋中透析3天，将样品在<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵婧，王晓冉，丁涛，刘凯文，邓春昱，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：