一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，它是将醛基化硫酸软骨素和氨基化硫酸软骨素分别溶解在超纯水或PBS缓冲液或生理盐水中，得到醛基化硫酸软骨素溶液和氨基化硫酸软骨素溶液，将醛基化硫酸软骨素溶液和氨基化硫酸软骨素溶液混合，胶凝化形成水凝胶。本发明专利技术醛基化硫酸软骨素和氨基化硫酸软骨素以亚胺键结合的方式形成水凝胶。本发明专利技术可注射性交联硫酸软骨素水凝胶的力学性能、微观结构、降解性能、溶胀性能等可灵活调控，网络骨架十分接近细胞外基质中支持细胞生长的蛋白质三维网络，且可以注射填充，可满足注射型细胞递送、组织工程、细胞三维培养和医美填充等生物医用领域对水凝胶性能的要求，具有广阔的应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，具体属于水凝胶领域，涉及一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]研究者们对支架型生物材料进行了大量研究。水凝胶支架是一种重要的支架型生物材料，水凝胶是一类可以在水中溶胀但不能溶解的交联高分子，其水分含量高，在结构上类似于动物体的细胞外基质。根据操作方式不同，水凝胶可分为预制成形型水凝胶和可注射水凝胶。其中，可注射水凝胶是指在注射前为可流动的液体，注射后在原位通过特定的刺激发生凝胶化的一类水凝胶。可注射水凝胶的可注射性是其优点之一，通过注射的方式使用，对机体只产生微小的创伤，避免了复杂外科手术的干预。此外，可注射水凝胶的前驱体溶液在注射后可以填充于不规则的组织缺损，这是预制成形型水凝胶所不具备的优点。因此，将可注射水凝胶作为组织工程领域的支架材料极具可操作性。
[0003]近年来，为了获得一劳永逸的除皱效果，越来越多的消费者选择微整形、美容注射以及软组织填充等手段实现对美的追求。水凝胶材料是当下软组织填充的一个热门研究领域，理想的注射性填充材料必须具备以下条件：
①
组织相容性好；
②
无过敏反应，非致热源；
③
不致癌，不致畸；
④
与宿主有一定的结合能力；
⑤
不引起炎症或异物反应；
⑥
无微生物、病毒或其他病原体存在；
⑦
无抗原性、不导致免疫及组织相关性疾病；
⑧
效果持久、可靠。
[0004]硫酸软骨素作为一种天然来源的大分子多糖，是人体内最丰富的糖胺聚糖，广泛存在于皮肤、软骨、肌腱、心脏瓣膜和中枢神经系统等组织中，是软骨及细胞外基质的重要组成部分，发挥着重要的生理作用。由于硫酸软骨素无毒、可生物降解、生物相容性好，被认为是一种良好的软组织填充材料。硫酸软骨素参与软骨和骨的形成、调控生长因子如成纤维细胞生长因子
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2和转化生长因子
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β、促进伤口愈合、抗炎、抗凝血、抗氧化、抗肿瘤以及增强免疫反应等；正是基于这些生理活性，硫酸软骨素在临床上得到广泛应用，例如用于治疗视疲劳、神经痛、关节痛和抗炎等，另外还与氨基葡萄糖联用治疗骨关节炎。此外，硫酸软骨素具有优良的水溶性和带负电荷、结构中存在易于修饰改性的羧基和羟基，可用于构建多种生物材料，如用于肿瘤的诊断和治疗的纳米药物载体、组织工程支架材料等，尤其是基于硫酸软骨素的可注射水凝胶已成为近年来的研究热点。硫酸软骨素类水凝胶已被用于软骨修复、生物黏合剂、药物输送、基因递送和细胞治疗等医用领域。
[0005]将硫酸软骨素类多糖大分子化合物制备成具有三维网状结构的水凝胶，通常是由前体物经过物理交联、生物型交联和化学交联等方法获得。其中，物理交联即非共价交联，是由氢键、疏水作用、静电作用等弱相互作用将聚合物结合在一起，这类交联特别依赖于pH值、离子强度、溶剂的组成或温度等外部刺激，且存在交联不稳定、极易受环境影响而遭到破坏的缺点。生物型交联是一类酶参与反应的交联，因为有酶的参与，生物型交联对反应条件有一定的要求，操作起来具有一定的难度。而化学交联又称作共价交联，一般是先对前体聚合物进行一定的化学修饰，再经过化学反应生成新的化学键而形成交联结构，包括：点击
化学反应、迈克尔加成反应、狄尔斯
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阿尔德(DA)加成反应和席夫氏碱反应等，还可以通过形成二硫键、硼酸酯键和配位键等发生交联，这类交联反应具有操作简单、反应条件温和可控等优点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶及其制备方法，通过对硫酸软骨素进行化学修饰，得到两种可以通过席夫碱反应进行交联的改性硫酸软骨素，这两种经过修饰的硫酸软骨素只需要在水溶液中混合即可形成具有三维网状结构的水凝胶，水凝胶具有良好的力学性能和微观结构，可满足注射型细胞递送、组织工程和医美填充对水凝胶的要求。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0008]一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，它是将带有多元醛基的醛基化硫酸软骨素和带有大量氨基侧链的氨基化硫酸软骨素分别溶解在超纯水或PBS缓冲液或生理盐水中，得到醛基化硫酸软骨素溶液和氨基化硫酸软骨素溶液，将醛基化硫酸软骨素溶液和氨基化硫酸软骨素溶液混合，胶凝化形成具有三维网状结构的水凝胶。
[0009]所述的醛基化硫酸软骨素溶液的浓度为40～60mg/mL；所述的氨基化硫酸软骨素溶液的浓度为40～60mg/mL。具体的，所述的醛基化硫酸软骨素溶液的浓度为和氨基化硫酸软骨素溶液的浓度相同。
[0010]所述的氨基化硫酸软骨素溶液和醛基化硫酸软骨素溶液的体积比为1:2～2:1。
[0011]所述的胶凝化的温度为4～60℃，优选为20～37℃。
[0012]所述的醛基化硫酸软骨素和氨基化硫酸软骨素以亚胺键结合的方式形成水凝胶。
[0013]所述的醛基化硫酸软骨素由以下方法制得的，包括：将硫酸软骨素加入超纯水中，充分搅拌溶解，得到硫酸软骨素溶液；往硫酸软骨素溶液中加入高碘酸钠溶液，常温下，避光反应1～2h；加入乙二醇，避光反应1～2h以消耗过量高碘酸钠；将反应液装入分子截留为3500Da的透析袋中，用超纯水进行透析，去除反应液中的含碘杂质和过量的乙二醇以及乙二醇的副产物，每隔12h换一次透析液，透析3天；经过透析的反应液在真空冷冻干燥得到醛基化硫酸软骨素。
[0014]所述的硫酸软骨素溶液中硫酸软骨素的浓度为20～50mg/mL。
[0015]所述的高碘酸钠与硫酸软骨素的质量比为0.25:1～1.1:1，优选为0.5:1～1.1:1，进一步优选为0.8:1～1.1:1。
[0016]所述的氨基化硫酸软骨素是由以下方法制得的，步骤如下：
[0017]步骤(1)、将硫酸软骨素和己二酸二酰肼(ADH)溶于超纯水中，搅拌溶解完全，采用盐酸调节pH至4.75～4.80；
[0018]步骤(2)、加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺(EDC)，采用盐酸维持反应体系pH在4.75～4.80，常温下搅拌反应4h；
[0019]步骤(3)、采用氢氧化钠溶液调节反应体系的pH至中性；
[0020]步骤(4)、将反应液装入分子截留为3500Da的透析袋中，先用浓度为100mmol/L的氯化钠水溶液透析24h，每12h换一次透析液，然后用25％(v/v)的乙醇溶液透析24h，最后用超纯水透析72h，每隔24h换一次透析液；
[0021]步骤(5)、经过透析的反应液真空冷冻干燥得到氨基化硫酸软骨素。
[0022]步骤(1)中，硫酸软骨素的浓度为6～10mg/mL；硫酸软骨素与己二酸二酰肼的质量比为1:5～1:15，优选为1:10～1:15。
[0023]步骤(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，其特征在于：它是将醛基化硫酸软骨素和氨基化硫酸软骨素分别溶解在超纯水或PBS缓冲液或生理盐水中，得到醛基化硫酸软骨素溶液和氨基化硫酸软骨素溶液，将醛基化硫酸软骨素溶液和氨基化硫酸软骨素溶液混合，胶凝化形成水凝胶。2.根据权利要求1所述的可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，其特征在于：所述的醛基化硫酸软骨素溶液的浓度为40～60mg/mL；所述的氨基化硫酸软骨素溶液的浓度为40～60mg/mL。3.根据权利要求1所述的可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，其特征在于：所述的氨基化硫酸软骨素溶液和醛基化硫酸软骨素溶液的体积比为1:2～2:1。4.根据权利要求1所述的可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，其特征在于：所述的胶凝化温度为4～60℃，优选为20～37℃。5.根据权利要求1所述的可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，其特征在于：所述的醛基化硫酸软骨素由以下方法制得的，包括：将硫酸软骨素加入超纯水中，搅拌溶解，得到硫酸软骨素溶液；往硫酸软骨素溶液中加入高碘酸钠溶液，常温下，避光反应1～2h；加入乙二醇，避光反应1～2h；将反应液装入分子截留为3500Da的透析袋中，用超纯水进行透析，每隔12h更换一次透析液，透析3天；经过透析的反应液真空冷冻干燥得到醛基化硫酸软骨素。6.根据权利要求5所述的可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，其特征在于：所述的硫酸软骨素溶液中硫酸软骨素的浓度为20～50mg/mL；所述的高碘酸钠与硫酸软骨素的质量比为0.25:1～1.1:1，优选为0.5:1～1.1:1，进一步优选为0.8:1～1.1:1。7.根据权利要求1所述的可注射性的交联硫酸软骨素水凝胶，其特征在于：所述的氨基化硫酸软骨素是由以下方法制得的，步骤如...

【专利技术属性】
技术研发人员：段小群，王宇晖，张洪，
申请(专利权)人：桂林医学院，
类型：发明
国别省市：