【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用材料，尤其是涉及一种功能化海藻酸钠复合物及其制备方法与应用。
技术介绍
1、糖尿病是严重的全球性健康问题之一，皮下注射胰岛素是糖尿病的主要药物治疗手段，不仅给药不便而且会给患者带来不便和痛苦。此外，皮下注射胰岛素还可能引起低血糖症的潜在风险。除了口服胰岛素，控释递药系统通过优化药物释放行为和改善药物体内动力学来提高治疗效率和安全性也成为当前的热点，其中葡萄糖敏感的葡萄糖响应微针系统引起了较大关注，其通过微针穿透皮肤进行给药。
2、目前，制备微针的材料已由硅和金属，发展为有机高分子材料为主要趋势，随着各种药物体系的开发，人们越来越青睐于使用天然产物作为微针的制备材料。海藻酸钠(sa)具有良好的溶解性和生物相容性，其聚合物主链分布着大量的羟基与羧基易被改性，改性后的水凝胶依据改性官能团的特性具有多重响应性，如葡萄糖响应性，因此具有广泛的生物应用前景。
3、然而传统的葡萄糖响应性微针存在糖响应性较差的问题。对此，目前葡萄糖响应微针系统主要采用葡萄糖氧化酶(gox)作为响应葡萄糖的传感器。在葡萄糖氧化酶催化条件下，葡萄糖和氧气反应生成为葡糖酸内酯和h2o2，然后在水性环境中葡糖酸内酯迅速水解为葡糖酸。因此，负载gox后可提高材料的葡萄糖响应性。然而，gox氧化葡萄糖分解时产生的副产物h2o2会给人体带来一定的副作用。现有研究使用过氧化氢酶(cat)解决葡萄糖分解产生的过氧化氢，然而过氧化氢酶不稳定，极易导致过氧化氢的分解不及预期；其次，制备时势必要负载cat于材料或器件，增加制备过程的难度。
4、因此，仍待开发一种新型的葡萄糖敏感微针，在具有糖响应行为的同时能促进h2o2的分解，以减少h2o2对人体的副作用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服现有葡萄糖敏感微针存在的无法兼顾糖响应行为和减少h2o2副作用的缺陷而提供一种功能化海藻酸钠复合物及其制备方法与应用。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种功能化海藻酸钠复合物，所述功能化海藻酸钠复合物包括海藻酸主链，海藻酸主链上接枝有二氧化锰和苯硼酸基团。
4、进一步地，所述功能化海藻酸钠复合物的结构式如下：
5、
6、其中，黑色小球表示二氧化锰。
7、进一步地，所述功能化海藻酸钠复合物的黏均分子量为7.1×106-8.2×106g/mol。
8、本专利技术还提供一种功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其包括以下步骤：
9、将羧基活化剂加入海藻酸钠水溶液中，随后依次加入氨化二氧化锰和氨基苯硼酸分别进行酰胺化反应，提纯得到所述功能化海藻酸钠复合物。
10、进一步地，所述羧基活化剂优选为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edc·hcl)。
11、进一步地，所述氨化二氧化锰的制备步骤为：将纳米级二氧化锰与氨基硅烷偶联剂混合进行反应，离心得到所述氨化二氧化锰。
12、更进一步地，所述氨基硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三甲氧基硅烷(aptms)。
13、进一步地，所述海藻酸钠、氨化二氧化锰和氨基苯硼酸的质量比为1：(0.1-0.3)：(1-3)。氨化二氧化锰的用量影响功能化海藻酸钠复合物促进分解h2o2的性能，然而超出此质量比范围时所得复合物尽管有良好的葡萄糖响应性，但灌针时难以揭膜成形态完整的微针。
14、进一步地，所述酰胺化反应的温度均为0-10℃。
15、更进一步地，所述酰胺化反应在避光条件下进行。
16、进一步地，所述酰胺化反应的时间均为6-10h，优选为8h。
17、本专利技术还提供一种功能化海藻酸钠复合物在制备葡萄糖敏感微针中的应用。
18、进一步地，所述葡萄糖敏感微针包括上述的功能化海藻酸钠复合物以及负载的gox；所述gox占葡萄糖敏感微针总质量的1-2％。
19、进一步地，所述葡萄糖敏感微针的制备方法包括以下步骤：
20、(1)向功能化海藻酸钠复合物溶液中加入gox进行反应，纯化后得到负载gox的功能化海藻酸钠复合物；
21、(2)将步骤(1)中制备的负载gox的功能化海藻酸钠复合物溶液注入微针模具中，随后经离心、干燥得到所述葡萄糖敏感微针。
22、进一步地，步骤(1)中，所述功能化海藻酸钠复合物溶液的浓度为15-20wt％。
23、进一步地，步骤(1)中，所述反应的时间为6-10h，优选为8h。
24、进一步地，步骤(2)中，所述离心的转速为3000-4500rpm，优选为4000rpm。
25、进一步地，步骤(2)中，所述离心的时间为20-40min，优选为30min。
26、进一步地，步骤(2)中，所述干燥的温度为30-50℃，优选为40℃。
27、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
28、(1)本专利技术的葡萄糖敏感微针含有接枝了苯硼酸基团的功能化海藻酸钠复合物以及gox，二者共同提升了海藻酸钠微针对葡萄糖的敏感度和响应行为；此外功能化海藻酸钠复合物还接枝有能促进h2o2分解的二氧化锰，可以在确保糖响应行为的同时有效减少由h2o2带来的副作用。
29、(2)本专利技术的葡萄糖敏感微针具有基于gox和苯硼酸对葡萄糖的共同响应性。苯硼酸能与葡萄糖中的二元醇缩合失水发生溶胀的变化表现出糖响应，而gox可以氧化葡萄糖产生葡萄糖酸进一步增强糖响应，实现对葡萄糖浓度变化敏感的药物释放。在室温或者人体温度环境下本专利技术的葡萄糖敏感微针具有良好的葡萄糖敏感性，即使在gox受损时仍能保持良好的葡萄糖响应性。
30、(3)本专利技术制备葡萄糖敏感微针的材料低廉易得，合成路线简短，反应条件温和，操作简单，无副产物产生，可应用于大规模生产。
31、(4)本专利技术制备的葡萄糖敏感微针的形貌完整可控，产率较高，二氧化锰的加入还提高了微针的机械强度，是最终的葡萄糖敏感微针具有足够刺穿能力的机械强度，是一类理想的微针生物医用材料，有望应用于胰岛素的透皮控制释放。
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1.一种功能化海藻酸钠复合物，其特征在于，所述功能化海藻酸钠复合物包括海藻酸主链，海藻酸主链上接枝有二氧化锰和苯硼酸基团。
2.一种权利要求1所述的功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，所述氨化二氧化锰的制备步骤为：将纳米级二氧化锰与氨基硅烷偶联剂混合进行反应，离心得到所述氨化二氧化锰。
4.根据权利要求2所述的一种功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠、氨化二氧化锰和氨基苯硼酸的质量比为1：(0.1-0.3)：(1-3)。
5.根据权利要求2所述的一种功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，所述酰胺化反应的温度均为0-10℃，酰胺化反应的时间均为6-10h。
6.一种权利要求1所述的功能化海藻酸钠复合物在制备葡萄糖敏感微针中的应用。
7.根据权利要求6所述的一种功能化海藻酸钠复合物在制备葡萄糖敏感微针中的应用，其特征在于，所述葡萄糖敏感微针包括功能化海藻酸钠复合物以及负载的GOx；所述GOx占
8.根据权利要求7所述的一种功能化海藻酸钠复合物在制备葡萄糖敏感微针中的应用，其特征在于，所述葡萄糖敏感微针的制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种功能化海藻酸钠复合物在制备葡萄糖敏感微针中的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述功能化海藻酸钠复合物溶液的浓度为15-20wt％；
10.根据权利要求8所述的一种功能化海藻酸钠复合物在制备葡萄糖敏感微针中的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述离心的转速为3000-4500rpm，离心的时间为20-40min。
...【技术特征摘要】
1.一种功能化海藻酸钠复合物，其特征在于，所述功能化海藻酸钠复合物包括海藻酸主链，海藻酸主链上接枝有二氧化锰和苯硼酸基团。
2.一种权利要求1所述的功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，所述氨化二氧化锰的制备步骤为：将纳米级二氧化锰与氨基硅烷偶联剂混合进行反应，离心得到所述氨化二氧化锰。
4.根据权利要求2所述的一种功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠、氨化二氧化锰和氨基苯硼酸的质量比为1：(0.1-0.3)：(1-3)。
5.根据权利要求2所述的一种功能化海藻酸钠复合物的制备方法，其特征在于，所述酰胺化反应的温度均为0-10℃，酰胺化反应的时间均为6-10h。
6.一种权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴廷轩，刘维俊，张涛，黄贝贝，郁班班，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：
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