一种新型高分子材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公布了一种新型高分子材料及其制备方法与应用，所述高分子材料由可溶性阳离子透明质酸类高分子材料和反应添加剂溶于水后通过共价反应制备，其中可溶性阳离子透明质酸类高分子材料的质量与反应添加剂的质量比为1:0.005—1:1，将混合溶液先进行冷冻处理，然后干燥得到交联后的高分子材料。本发明专利技术制备得到的新型生物高分子材料，其物理和化学性质发生改变，极大增加了其降解半衰期或溶解时间，可以用于医药领域，特别是应用在生物敷料、可吸收生物材料和药物缓控释用途上。吸收生物材料和药物缓控释用途上。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高分子材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于新型高分子材料
，具体涉及一种新型高分子材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]透明质酸(hyaluronic acid)又名玻璃酸，简称HA，化妆品及食品领域称其透明质酸，在医药应用领域称为玻璃酸或玻尿酸。透明质酸的润滑、保湿、黏弹性、修复组织创伤、提高机体免疫力和药物靶向载体等生物活性不断被开发和利用，可用于美容填充、关节注射液、眼科手术粘弹剂、外科手术防粘连、止血等功效，在医药领域展现出广阔的应用前景。
[0003]传统的透明质酸水凝胶是由透明质酸大分子无规交联形成的本体胶，存在力学性能低、水解速度快、在组织内停留时间短等缺点，导致在组织工程应用中受到了很大的限制。透明质酸表面具有丰富羧基和羟基，可以通过对透明质酸表面的官能团进行改性以达到自交联的目的，来解决透明质酸稳定差的缺点。现有的交联剂通常是双官能团的线性交联剂，比如常见的醛类、环氧类、聚乙二醇类交联剂，以及亰平尼等天然交联剂。这类交联剂要么具有较大细胞毒性不够绿色环保、要么需要通过复杂工艺对多糖或交联剂进行官能化改性，反应条件较为剧烈，且形成的交联结构强度不够。
[0004]因此急需一种兼具工艺简单、绿色环保的交联剂，使经过改性的透明质酸具有高强度、优良缓慢降解和抗溶解性能等特点于一身，且用途广泛的透明质酸类高分子材料。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中的问题，本申请提供一种新型高分子材料及其制备方法与应用，生物高分子材料由可溶性阳离子透明质酸类高分子材料和反应添加剂通过共价反应制备得到一种新型生物高分子材料，可以用于医药领域，特别是应用在生物敷料、可吸收生物材料和药物缓控释等方面。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术第一方面提供一种新型高分子材料，所述高分子材料由可溶性阳离子透明质酸类高分子材料和反应添加剂溶于水后通过共价反应制备，其中可溶性阳离子透明质酸类高分子材料的质量与反应添加剂的质量比为1:0.005—1:1，将混合溶液先进行冷冻处理，然后干燥得到交联后的高分子材料，所述高分子材料为包括如下式(1)或式(2)所示化学结构式的化合物：
[0008][0009]式(1)和式(2)中，X为共价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，或包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团的衍生化合物，n取值为2
‑
8。
[0010]式(1)中，R1为—CH2CH(OH)CH2N
+
(CH3)3Cl，其取代度为10
‑
60％；式(2)中，R2为为共价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，式(2)中R2
‑
NH2的取代度为5
‑
60％。
[0011]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的新型高分子材料中，所述可溶性阳离子透明质酸类高分子材料的结构式如下式(3)或式(4)所示：
[0012][0013][0014]式(3)中，R1为—CH2CH(OH)CH2N
+
(CH3)3Cl，其取代度为10
‑
60％；式(4)中，R2为为共
价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，式(4)中R2‑
NH2的取代度为5
‑
60％。
[0015]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的新型高分子材料中，所述反应添加剂的式(5)如下：
[0016][0017]其中，X为共价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，或包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团的衍生化合物，n取值为为2
‑
8。
[0018]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的新型高分子材料中，所述混合溶液中可溶性透明质酸类高分子材料的质量为每毫升水中1
‑
300g。
[0019]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的新型高分子材料中，所述混合溶液中还含有助溶剂。
[0020]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的新型高分子材料中，所述助溶剂为低级酸、醇或碱性水溶液中的一种。
[0021]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的新型高分子材料中，所述醇为乙醇、乙二醇、低分子量聚乙二醇、丙二醇或丙三醇中的一种，所述低级酸为乙酸、甲酸或乳酸中的一种。
[0022]本专利技术第二方面提供一种生物高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1、将可溶性透明质酸类高分子材料和反应添加剂加水溶解后形成混合溶液，其中每毫升水中加入可溶性透明质酸类高分子材料的质量为1
‑
300g，可溶性透明质酸类高分子材料的质量与反应添加剂的质量比为1:0.005—1:1；
[0024]S2、将混合溶液倒入模具中，放入冰箱冷冻1
‑
24小时，冷冻温度小于等于
‑
15℃，然后放入干燥箱升温干燥，干燥温度不超过60℃，水分蒸发完全后，得到生物膜。
[0025]本专利技术第三方面提供一种生物高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]S1、将可溶性阳离子透明质酸类高分子材料和反应添加剂加水溶解后混合后形成混合溶液，其中每毫升水中加入可溶性阳离子透明质酸类高分子材料的质量为1
‑
300g，可溶性阳离子透明质酸类高分子材料的质量与反应添加剂的质量比为1:0.005—1:1；
[0027]S2、将混合溶液倒入模具中，放入冻干机中冷冻1
‑
24小时，冷冻温度小于等于
‑
15℃，升温加热真空干燥，加热温度为不超过60℃，加热时间为1
‑
3天，得到生物凝胶。
[0028]作为一种可选的实施方式，在本专利技术提供的制备方法中，步骤S1中的混合溶液中还含有助溶剂，所述反应添加剂与助溶剂的质量比为1:0—1:100。
[0029]本专利技术第四方面提供一种新型高分子材料在制备药物缓释载体、治疗药物、生物敷料、止血材料、植入支架、辅助组织产品中的应用。
[0030]本专利技术的反应原理：
[0031]本专利技术中利用可溶性透明质酸与多臂结构的反应添加剂分子发生交联反应，多臂结构的反应添加剂开环后与透明质酸分子中的伯羟基反应，鉴于透明质酸分子中含有多个
伯羟基，多臂结构的反应添加剂可以与不同位置的伯羟基发生反应，反应后生成的高分子化合物可能为混合物。反应后生成的高分子化合物通过多臂结构的添加剂实现对可溶性透明质酸分子的改性，增加了透明质酸的降解半衰期或溶解时间，且产物不含有细胞毒性，可以用于医药领域，特别是应用在生物敷料、可吸收生物材料和药物缓控释用途上，具体反应过程如下，以高分子材料为式(1)，多臂结构的反应添加剂的分子式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高分子材料，其特征在于，所述高分子材料由可溶性阳离子透明质酸类高分子材料和反应添加剂溶于水后通过共价反应制备，其中可溶性阳离子透明质酸类高分子材料的质量与反应添加剂的质量比为1:0.005—1:1，将混合溶液先进行冷冻处理，然后干燥得到交联后的高分子材料，所述高分子材料为包括如下式(1)或式(2)所示化学结构式的化合物：式(1)和式(2)中，X为共价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，或包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团的衍生化合物，n取值为2
‑
8。式(1)中，R1为—CH2CH(OH)CH2N
+
(CH3)3Cl，其取代度为10
‑
60％；式(2)中，R2为为共价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，式(2)中R2‑
NH2的取代度为5
‑
60％。2.根据权利要求1所述的一种新型高分子材料，其特征在于，所述可溶性阳离子透明质酸类高分子材料的结构式如下式(3)或式(4)所示：酸类高分子材料的结构式如下式(3)或式(4)所示：
式(3)中，R1为—CH2CH(OH)CH2N
+
(CH3)3Cl，其取代度为10
‑
60％；式(4)中，R2为为共价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，式(4)中R2‑
NH2的取代度为5
‑
60％。3.根据权利要求1所述的一种新型高分子材料，其特征在于，所述反应添加剂的式(5)如下：其中，X为共价结合的原子或基团，为包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团，或包含C、N或其他共价结合的烃类或烃类衍生化合物基团的衍生化合物，n取值为为2
‑
8。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种新型高分子材料，其特征在于，所述混合溶液中可溶性透明质酸类高分子材料的质量为每毫升水中1

【专利技术属性】
技术研发人员：唐勇擘，杜一雄，陈秋扬，黎明，黄华，
申请(专利权)人：湖南益安生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：