一种碱性粘多糖、改性明胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及生物医药领域，尤其是一种碱性粘多糖、改性明胶及其制备方法与应用，碱性粘多糖是具有如下结构式的聚合物，其中m、n、l均表示各聚合单体的数量，同时还公开了基于该碱性粘多糖的改性明胶，基于改性明胶的水凝胶和水凝胶的应用，以及它们相应的制备方法。该发明专利技术的碱性粘多糖能对明胶进行修饰改性，进而通过改性明胶制得水凝胶，制得的水凝胶具有ECM的微观结构动力学特性，能用于类器官的培养。能用于类器官的培养。能用于类器官的培养。

【技术实现步骤摘要】
一种碱性粘多糖、改性明胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，尤其是一种碱性粘多糖、改性明胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]水凝胶是由大分子构成的高度水合聚合物网络，由于其能够模拟天然组织的诸多性质，在生物医学基础和转化的研究中受到广泛的关注，并且已经成为治疗性药物和细胞的首选载体之一。先前常见的合成水凝胶大多通过聚合物链稳定的共价交联而形成，这种静态的网络结构可能会限制细胞与底物间的相互作用，阻碍细胞或组织正常功能的发挥(例如影响细胞的扩散与迁移，或导致有丝分裂的失败)。目前在类器官培养的应用当中所使用的水凝胶都没有能模拟天然ECM的微观结构动力学特性，以便支持其包裹的细胞在3D空间当中的各种活动。
[0003]明胶是一种纯天然的高分子化合物，是天然水凝胶中的一种，和胶原蛋白具有同源性，以及明胶的氨基酸组成也与胶原相似。明胶因其具有较高的生物相容性、生物可降解性且体内降解后不产生其他副产物、无免疫原性和血液相容性以及具有与胶原相同的组分和生物性质，应用于组织工程和药物递送系统中。然而，目前还没有合适的方法对明胶进行修饰，使得明胶不仅能具有宏观稳定性也能产生应力松弛、蠕变和滞后在内的粘弹性行为，这些动态特性允许ECM响应和存储/释放细胞产生的牵引力并将外力传递给细胞。因此，市场上还暂时没有以明胶作为类器官培养的基质材料。

技术实现思路

[0004]针对现有的不足，本专利技术提供一种碱性粘多糖、改性明胶及其制备方法与应用。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碱性粘多糖，所述碱性粘多糖是具有如下结构式的聚合物，其中m、n、l均表示各聚合单体的数量。
[0006]一种碱性粘多糖的制备方法，其特征在于：步骤如下：
[0007]S1，将聚赖氨酸、三乙胺、甲基丙烯酸甲酯混合制得产物1；
[0008]S2，调节产物1的pH值至碱性，然后将其与(2R,3S,4S,5R)
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2,3,4,5,6
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五羟基乙醛混合制备产物2，所述产物2是具有如下结构式的聚合物，其中m、n、l均表示各聚合单体的数量。
[0009]作为优选，所述产物1是具有如下结构式的聚合物，其中m、n均表示各聚合单体的数量。
[0010]作为优选，所述步骤S1中聚赖氨酸与三乙胺的摩尔比为1：0.1
‑
1：0.2,聚赖氨酸与甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1：10.0
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1：15.0,反应温度为60℃，反应时间为4
‑
6小时。
[0011]作为优选，所述步骤S2中pH值为8
‑
10，每1mol聚赖氨酸时添加进入产物1的(2R,3S,4S,5R)
‑
2,3,4,5,6
‑
五羟基乙醛的质量为1.8
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3.6克，反应温度为50℃，反应时间为48
‑
72小时。
[0012]一种碱性粘多糖改性明胶，包括明胶，所述明胶上聚合有碱性粘多糖基团，所述碱性粘多糖基团是具有如下结构式的聚合物基团，
其中m、n、l均表示各聚合单体的数量。
[0013]一种碱性粘多糖改性明胶的制备方法，步骤如下：
[0014]S3，将明胶通过碳二亚胺和N
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羟基硫代琥珀酰亚胺活化后与前述的产物2反应制得改性明胶。
[0015]一种基于碱性粘多糖改性明胶的水凝胶，所述水凝胶的基体是前述的碱性粘多糖改性明胶。
[0016]一种基于碱性粘多糖改性明胶的水凝胶的制备方法，步骤如下：
[0017]S4，将前述的碱性粘多糖改性明胶溶于PBS溶液中，之后加入引光剂在紫外光下交联制成水凝胶1，所述碱性粘多糖改性明胶与PBS的质量体积比为0.3
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1g/10ml，交联所用的紫外光波长为250
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420nm,交联时间为3
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40秒；
[0018]S5，将水凝胶1在四硼酸钠溶液中进行二次交联制得水凝胶2，所述四硼酸钠与前一步骤中PBS的质量体积比为0.2
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0.4g/20ml，二次交联的时间为5
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30秒。
[0019]一种基于碱性粘多糖改性明胶的水凝胶的应用，将前述的基于碱性粘多糖改性明胶的水凝胶用于类器官的培养。
[0020]本专利技术的有益效果在于：该专利技术的碱性粘多糖能用于对明胶的改性，改性后的明胶就用来制备水凝胶以改变传统水凝胶的结构特性，通过改性明胶首先制得的水凝胶1是基于改性明胶作为长链化合物通过双键进行的化学交联，可以为水凝胶提供结构稳定性和弹性，之后的水凝胶2是在水凝胶1的基础上，通过羟基和硼酸基形成可逆的络合反应，负责保持水分并提供动态特性，同时还增强了水凝胶2的力学性能，水凝胶2的这种结合特性就模拟了天然ECM的微观结构动力学特征，可以有效支持其包裹的细胞在水凝胶形成的3D空间当中的各种活动。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例水凝胶2的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例产物2的核磁共振氢谱图；
具体实施方式
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的目的、技术方案和优点，下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0024]在本文中提及的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。同时在本文中所说的“搅拌、纯化”等均属于现有技术的操作方式。
[0025]一种碱性粘多糖及其制备方法，所述碱性粘多糖是具有如下结构式的聚合物，
NMR(400MHz,CDCl3):δ5.73(s,4H),5.65(s,1H),5.50(s,4H),5.33(s,1H),4.69
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4.62(m,14H),4.47
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4.15(m,28H),3.95
‑
3.86(m,35H),3.72
‑
3.64(m,17H),3.44
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3.39(m,4H),3.20
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3.00(m,30H),2.79
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2.65(m,8H),2.35
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2.16(m,8H),2.09
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2.03(m,20H),1.93(s,20H),1.87(s,6H),1.77
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1.68(m,30H),1.53(br s 25H),1.42
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱性粘多糖，其特征在于：所述碱性粘多糖是具有如下结构式的聚合物，其中m、n、l均表示各聚合单体的数量。2.一种碱性粘多糖的制备方法，其特征在于：步骤如下：S1，将聚赖氨酸、三乙胺、甲基丙烯酸甲酯混合制得产物1；S2，调节产物1的pH值至碱性，然后将其与(2R,3S,4S,5R)
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2,3,4,5,6
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五羟基乙醛混合制备产物2，所述产物2是具有如下结构式的聚合物，其中m、n、l均表示各聚合单体的数量。3.根据权利要求2所述碱性粘多糖的制备方法，其特征在于:所述产物1是具有如下结构式的聚合物，其中m、n均表示各聚合单体的数量。4.根据权利要求2所述碱性粘多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中聚赖氨酸与三乙胺的摩尔比为1：0.1
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1：0.2,聚赖氨酸与甲基丙烯酸甲酯的摩尔比为1：10.0
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1：15.0,
反应温度为60℃，反应时间为4
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6小时。5.根据权利要求2所述碱性粘多糖的制备方法，其特征在于:所述步骤S2中pH值为8
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10，每1mol聚赖氨酸时添加进入产物1的(2R,3S,4S,5R)
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2,3,4,5,6
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五羟基乙醛的质量为1.8
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3.6克，反应温度为50℃，反应时间为48
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【专利技术属性】
技术研发人员：匡海珠，张鹏，熊俊龙，曹伟灵，马婧，
申请(专利权)人：深圳市罗湖区人民医院，
类型：发明
国别省市：