本发明专利技术属于生物高分子材料、医疗器械及化妆品领域，具体涉及一种多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，包括使用不同分子量的聚谷氨酸及其衍生物在化学交联剂的作用下，交联偶合形成的具有生物全降解及高溶胀特性的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶。本发明专利技术充分利用聚谷氨酸(包括高分子量、中分子量、低分子量、等等)及其衍生物分子骨架中大量残余的羧酸基团与化学交联剂结构中的环氧醚在酸性条件下发生开环酯化交联聚合反应形成多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，反应条件温和，操作简便，绿色环保，具有优异的保湿性能和锁水性能，可广泛化妆品、细胞培养、皮肤敷料及组织工程领域。皮肤敷料及组织工程领域。皮肤敷料及组织工程领域。
【技术实现步骤摘要】
一种多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶
[0001]本专利技术属于生物高分子材料、医疗器械及化妆品领域，具体涉及一种多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶。
技术介绍
[0002]聚谷氨酸是由D
‑
和L
‑
谷氨酸单元的几种芽孢杆菌物种产生的微生物来源的聚氨基酸材料，骨架中含有大量可化学功能化的游离羧酸基团侧基，可使用生物活性分子通过化学手段对羧基进行功能化改性，赋予聚谷氨酸特殊的生物生理活性和理化性质等方面的优势。聚谷氨酸具有极广的分子量分布，从5000道尔顿到2000000道尔顿不等，高分子量的聚谷氨酸可抵抗生物体内水解酶对其骨架产生的侵袭、破坏，低分子量及超低分子量的聚谷氨酸可促进机体吸收达到滋养和修护的目的。
[0003]聚谷氨酸具有较高的水溶性、可生物降解以及生物相容性，可用于构建并制造于细胞外基质相似三维网状支架。聚谷氨酸具作为一种强亲水性多肽，可以提供具有高含水量的理想微环境，可以模拟糖胺聚糖的生物功能，有助于营养物质和氧气运输、生物代谢物排出、生物活性因子及蛋白质递送到靶向递送等。因此，通过聚谷氨酸制备多孔支架并广泛应用于化妆品、细胞培养、皮肤敷料及组织工程等领域具有重要的意义。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶。旨在通过聚谷氨酸(包括高分子量、中分子量、低分子量、超低分子量等等)及其衍生物分子骨架中大量残余的羧酸基团与化学交联剂结构中的环氧醚在酸性条件下发生开环酯化交联聚合反应构建具有生物全降解及高溶胀特性的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，用于模拟构建细胞外基质的结构和功能，广泛应用于化妆品、细胞培养、皮肤敷料及组织工程等领域。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0006](1)制备不同分子量的聚谷氨酸：将不同分子量的聚谷氨酸钠分别溶解在蒸馏水形成聚谷氨酸钠的水溶液，使用HCl溶液调整溶液pH值，搅拌一段时间后，冻干即得不同分子量的聚谷氨酸；
[0007](2)将步骤(1)所述的不同分子量的聚谷氨酸及其衍生物依次溶解后，使用HCl溶液调整溶液pH值为酸性，然后滴加化学交联剂，待反应结束后使用透析袋透析纯化，即得多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶。
[0008]优选的，步骤(1)所述含不同分子量的聚谷氨酸钠的包括但不限于高分子量(＞1200000道尔顿)、中分子量(200000
‑
1200000道尔顿)、低分子量(10000
‑
200000道尔顿)、超低分子量(＜10000道尔顿)的聚谷氨酸钠；不同分子量的聚谷氨酸钠溶液浓度为0.1
‑
10w/v％。
[0009]优选的，步骤(1)所述HCl溶液浓度为0.1
‑
6M，pH值为0.5
‑
4，搅拌时间为12
‑
72小时，搅拌温度为20
‑
80℃，冻干时间为12
‑
96小时。
[0010]优选的，步骤(2)所述含不同分子量的聚谷氨酸衍生物包括但不限于乙酰化聚谷氨酸、羟丙基聚谷氨酸、氨基酸功能化的聚谷氨酸、糖基功能化的聚谷氨酸的至少一种，浓度为0.01
‑
10w/v％。
[0011]优选的，步骤(2)所述含不同分子量的聚谷氨酸的浓度为高分子量(0.1
‑
10w/v％)、中分子量(0.1
‑
10w/v％)、低分子量(0.1
‑
10w/v％)、超低分子量(0.5
‑
20w/v％)。
[0012]优选的，步骤(2)所述HCl溶液浓度为0.1
‑
2M，pH值为4
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6，反应时间为6
‑
96小时，反应温度为20
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80℃，透析时间为12
‑
144小时；透析液包括但不限于超纯水、去离子水、生理盐水、PBS、MES缓冲液的至少一种，透析袋的截留量为500
‑
3000道尔顿。
[0013]优选的，步骤(2)所述化学交联剂包括但不限于二缩水甘油醚、1，4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、季戊四醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、双酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、1，6
‑
己二醇二缩水甘油醚、聚(丙二醇)二缩水甘油醚、四臂聚乙二醇缩水甘油醚的至少一种，化学交联剂的添加量为溶液总体积的0.1
‑
20％。
[0014]本专利技术还提供由上述方法制备的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶。
[0015]本专利技术还提供由上述方法制备的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶在化妆品、细胞培养、皮肤敷料及组织工程领域的应用。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0017]通过将不同分子量的聚谷氨酸及其衍生物分子骨架中大量残余的羧酸基团与化学交联剂结构中的环氧醚在酸性条件下发生开环酯化交联聚合反应构建具有生物全降解及高溶胀特性的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，用于模拟构建细胞外基质的结构和功能，用以弥补均一分子量所构建的水凝胶支架存在易降解、生物利用率不足等方面的缺陷。本专利技术所述的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶反应条件温和，操作简便，绿色环保，具有优异的保湿性能和锁水性能，可广泛化妆品、细胞培养、皮肤敷料及组织工程领域。
附图说明
[0018]图1是本专利技术所述多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶的扫描电镜示意图。
[0019]图2是本专利技术所述多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶的pH值。
[0020]图3是本专利技术所述多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶的生物相容性。
具体实施方式
[0021]根据下述实施例和附图，可以更好地理解本专利技术并对本专利技术作进一步说明。然而，实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0022]实施例1
[0023](1)制备不同分子量的聚谷氨酸：将不同分子量的聚谷氨酸钠【高分子量(＞1200000道尔顿)、中分子量(200000
‑
1200000道尔顿)、低分子量(10000
‑
200000道尔顿)、超低分子量(＜10000道尔顿)】分别溶解在60℃的蒸馏中水形成1w/v％的聚谷氨酸钠的水溶液，使用3M的HCl溶液调整溶液pH值为1.0，搅拌24小时后，冻干24小时即得不同分子量的聚谷氨酸；
[0024](2)将步骤(1)所述的不同分子量的聚谷氨酸及其衍生物依次溶解后，使用0.5M的
HCl溶液调整溶液pH值为4.0，然后滴加化学交联剂聚乙二醇二缩水甘油醚，交联剂的添加量为溶液总体积的1％，在60℃反应24小时后，使用截留量为500道尔顿的透析袋在超纯水中透析纯化12小时，即得多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶；其中不同分子量的聚谷氨酸的浓度为高分子量(2w/v％本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备不同分子量的聚谷氨酸：将不同分子量的聚谷氨酸钠分别溶解在蒸馏水形成聚谷氨酸钠的水溶液，使用HCl溶液调整溶液pH值，搅拌一段时间后，冻干即得不同分子量的聚谷氨酸；(2)将步骤(1)所述的不同分子量的聚谷氨酸及其衍生物依次溶解后，使用HCl溶液调整溶液pH值为酸性，然后滴加化学交联剂，待反应结束后使用透析袋透析纯化，即得多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶。2.根据权利要求1所述的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，其特征在于，步骤(1)所述含不同分子量的聚谷氨酸钠的包括但不限于高分子量(＞1200000道尔顿)、中分子量(200000
‑
1200000道尔顿)、低分子量(10000
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200000道尔顿)、超低分子量(＜10000道尔顿)的聚谷氨酸钠；不同分子量的聚谷氨酸钠溶液浓度为0.01
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10w/v％。3.根据权利要求1所述的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，其特征在于，步骤(1)所述HCl溶液浓度为0.1
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6M，pH值为0.5
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4，搅拌时间为12
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72小时，搅拌温度为20
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80℃，冻干时间为12
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96小时。4.根据权利要求1所述的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，其特征在于，步骤(2)所述含不同分子量的聚谷氨酸衍生物包括但不限于乙酰化聚谷氨酸、羟丙基聚谷氨酸、氨基酸功能化的聚谷氨酸、糖基功能化的聚谷氨酸的至少一种，浓度为0.01
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10w/v％。5.根据权利要求1所述的多重聚谷氨酸交联聚合物水凝胶，...
【专利技术属性】
技术研发人员：迟波，王鹏辉，赵晓英，
申请(专利权)人：南京博盈新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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