一种基于相分离的生物胶水及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于相分离的生物胶水及其制备方法和应用，本发明专利技术中基于多巴修饰的多糖和蛋白相分离的具有生物相容性的生物胶水，可以应用于气相和液相环境中的有机组织粘附，或者有机组织与无机基材的粘合，实现不同环境下的有机组织粘合，以及实现无机基材与有机组织的固定。本发明专利技术中的基于相分离的生物胶水具有出色的生物相容性，并且在水下环境中依然可以正常使用。然可以正常使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相分离的生物胶水及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及新材料领域，尤其是一种基于相分离的生物胶水及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]生物胶粘剂对于手术缝合和体内健康监测器件的固定具有重要意义，与传统缝线相比，生物胶粘剂具有使用简单、操作省时和能预防相关并发症等优点。理想的生物胶粘剂需要与各种湿润的有机组织或无机器件实现快速和稳定的粘附，这就要求胶黏剂具有强而快速的界面粘附性。此外，生物胶粘剂自身的内在强度还需要足够，能够抵抗被粘附物体牵引所产生的应力，这就需要有很强的内聚力。一般说来，生物胶粘剂可分为胶水形态和贴片形态。与贴片型生物胶粘剂相比，胶水型胶粘剂由于其可注射性和原位粘合固化特性，特别适合于原位粘合。然而，胶水型粘接剂由于粘连需要缓慢的固化，通常无法实现瞬间的组织粘连。并且目前大多数的胶水型有机组织粘合剂，基本都是基于氰基丙烯酸酯的分子聚合，具有较高的细胞毒性，并且不能降解。另一类主流的生物胶水，是纤维蛋白胶粘合剂，但是这一类胶水粘附强度低，速度慢，并且在水相环境中会快速扩散，无法直接在水下环境中使用。因此，构建适合湿润有机组织粘附的胶水型生物粘合剂仍然具有挑战性。
[0003]近年来，有报道指出相分离在天然生物黏附体系中起着重要作用。例如贻贝的足部蛋白5(Pvfp
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5)在水下附着过程中会形成液
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液相分离。在生物胶粘剂中，蛋白质的相分离可以显著提高粘结强度，加快内固化过程。同时，一种含有二羟基苯丙氨酸的翻译后氨基酸l
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3,4
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二羟基苯丙氨酸(Dopa)被广泛报道，它有助于增强贻贝的防水粘附能力。Dopa可以与各种底物形成动态相互作用(电荷
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电荷相互作用、阳离子
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π相互作用、配位作用、氢键和疏水效应)和共价结合(氧化多巴与氨基/硫醇之间形成共价键)。
[0004]因此，申请人希望利用蛋白质
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多糖相分离的内聚性和多巴的粘附性优势，设计出粘接性能快、粘接性能强、生物相容性高的胶水型生物粘合剂，也就是生物胶水，可以用于有机组织之间或者有机组织与无机基板之间的快速，高效和超强粘附，并且在水下依然能够正常粘合。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，利用蛋白质
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多糖相分离的内聚性和多巴的粘附性优势，设计出粘接性能快、粘接性能强、生物相容性高的胶水型生物粘合剂。
[0006]为解决上述问题，本专利技术采用的方案如下：一种基于相分离的生物胶水，其特征在于，生物胶水为多巴修饰的多糖和蛋白形成的相分离结构；多巴修饰的多糖通过电荷相互作用和阳离子
‑
π(cation
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π)相互作用与蛋白形成内聚力，形成相分离。
[0007]进一步，所述基于相分离的生物胶水，其特征在于，所述多巴修饰的多糖为多巴
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果胶(pectin
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dopa)，由多巴胺与果胶在1
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乙基
‑
(3
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二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)和
N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)催化下通过果胶侧链的羧基与多巴的氨基缩合反应得到。
[0008]进一步，所述基于相分离的生物胶水，其特征在于，所述蛋白为β
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乳球蛋白。
[0009]一种基于相分离的生物胶水的制备方法，其特征在于，将多巴修饰的多糖和β
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乳球蛋白溶解于磷酸盐缓冲液中，使用超声震荡混合处理，得到具有相分离结构的生物胶水。
[0010]进一步，所述一种基于相分离的生物胶水的制备方法，其特征在于，多巴修饰的多糖和β
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乳球蛋白按质量比1:1溶解于磷酸盐缓冲液，磷酸盐缓冲液浓度为10mM，pH为7.4，多巴修饰的多糖和β
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乳球蛋白浓度均为250mg/mL，使用超声震荡混合处理15分钟，功率100W。
[0011]进一步，所述一种基于相分离的生物胶水，其特征在于，多巴修饰的多糖的制备方法：将果胶和多巴胺溶于去离子水中，并加入抗坏血酸钠，然后将EDC和NHS分别加入混合物中，用氮气除去溶解氧后，在冰浴中温和搅拌，持续反应，然后用截止分子量为3.5kDa的透析袋对合成产物进行透析，透析在去离子水中进行，去除未反应的反应物，将透析所得液体冻干，得到多巴
‑
果胶粉末，4℃保存。
[0012]进一步，所述一种基于相分离的生物胶水，其特征在于，果胶、多巴胺、抗坏血酸钠、EDC和NHS按照质量份10:10：2：10:5进行配置。
[0013]进一步，所述基于相分离的生物胶水，其特征在于，将基于相分离的生物胶水应用于各类医疗器械和药品上。
[0014]基于相分离的生物胶水能够用于各类体内和或体外有机组织粘合，用于各类体内和体外有机组织粘附，实现体内和体外伤口封闭，组织粘合，快速止血，促进伤口愈合。相分离的生物胶水可以应用于体外伤口喷涂敷料和创口贴制备，体内外传感监测器件的粘附和固定。
[0015]本专利技术的技术效果如下：1.相对于传统的胶粘剂，本专利技术中的生物胶水能提供快速有效的湿态粘附强度，并且具备出色的生物相容性和降解特性。
[0016]2.相对于传统的胶黏剂，本专利技术中的生物胶水具有液相环境粘附特性，其中的多巴修饰的多糖与蛋白通过电荷相互作用与阳离子
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π相互作用，形成增强的相分离结构，在液相环境中依然展现出凝聚形态，从而保证其水下环境正常粘附特性。
[0017]3.相对于传统的胶粘剂界面连接固化机理，本专利技术中主要依靠果胶
‑
多巴来实现生物胶水与有机组织表面的连接，多巴氧化之后与有机组织表面的巯基或者氨基形成共价连接，最终实现长期稳定粘附。
[0018]4.相对于传统的生物胶黏剂，本专利技术的生物胶水主要依靠多巴与亲水表面形成氢键，多糖侧链的羧基带有负电荷，能够与有机组织界面之间形成电性相互作用，氢键与电性作用结合，保证湿润环境下的短期快速粘附。
[0019]5.相对传统的生物胶粘剂，本专利技术中的生物胶水由多巴修饰的多糖与蛋白组成，由于多巴，多糖和蛋白的生物相容性，以及生物大分子的可降解特性，本专利技术中的生物胶水具有出色的生物安全性和降解特性。
[0020]6.本专利技术中生物胶水的粘附强度可通过调整胶水中果胶
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多巴中的多巴比例和胶水中果胶
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多巴与β
‑
乳球蛋白的比例来调控。
附图说明
[0021]图1基于相分离的生物胶水示意图。
[0022]图2多巴修饰的果胶多糖合成路线。
[0023]图3基于相分离的生物胶水中相分离结构表征。
[0024]图4基于相分离的生物胶水有机和无机材料表面粘附强度。
[0025]图5基于相分离的生物胶水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相分离的生物胶水，其特征在于，生物胶水为多巴修饰的多糖和蛋白形成的相分离结构。2.根据权利要求1所述基于相分离的生物胶水，其特征在于，多巴修饰的多糖通过电荷相互作用和阳离子
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π(cation
‑
π)相互作用与蛋白形成内聚力，形成相分离。3.根据权利要求1所述基于相分离的生物胶水，其特征在于，所述多巴修饰的多糖为多巴
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果胶(pectin
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dopa)，由多巴胺与果胶在1
‑
乙基
‑
(3
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二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)和N
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羟基琥珀酰亚胺(NHS)催化下通过果胶侧链的羧基与多巴的氨基缩合反应得到；所述蛋白为β
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乳球蛋白。4.一种权利要求1所述基于相分离的生物胶水的制备方法，其特征在于，将多巴修饰的多糖和β
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乳球蛋白溶解于磷酸盐缓冲液中，使用超声震荡混合处理，得到具有相分离结构的生物胶水...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛斌，曹毅，王炜，秦猛，李一然，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：