一种基于聚多糖的可注射自修复水凝胶、制备方法及其在生物组织工程方面的应用

摘要

一种基于聚多糖的可注射自修复水凝胶、制备方法及其在生物组织工程方面的应用，属于高分子材料技术领域。该方法首先对天然高分子壳聚糖进行修饰，克服了其只能在酸性溶液中溶解的缺点，提高其在水中溶解性质；然后将其与修饰后的透明质酸钠衍生物溶液混合反应，延迟反应时间或升高温度，则产生从溶胶到凝胶相转变的现象，赋予该水凝胶可注射和自修复特点。细胞共培养实验表明该智能水凝胶具有良好的生物相容性、可降解性等优点。该种可注射、自修复的聚多糖水凝胶作为一种新型医用高分子载体材料，无论在与细胞、蛋白质、DNA、抗体等活性物质进行共培养，还是药物等体外物质的传递和释放等方面都具有潜在的生物和医学应用价值。

主权项

一种基于聚多糖的可注射自修复水凝胶的制备方法，其步骤如下：(1)1.0～4.0g多糖聚合物1室温下搅拌溶解在100～200mL的蒸馏水中，缓慢滴加0.5～1.5mL反应物2，升温到40～50℃磁力搅拌反应1～3天，获得淡黄色澄清粘稠状液体；将得到的粘稠状液体冷却到室温，加入1M氢氧化钠调节体系pH＝10～12，然后利用分子量为8000～14000的渗析袋渗析2～3天，并不断换水，渗析后的聚合物溶液用旋转蒸发器除去大部分水，得到澄清并具有一定粘度的液体，于‑50～‑30℃冷冻干燥2～3天，得到固体粉末A；(2)取1.0～2.0g多糖聚合物3，室温下搅拌溶解在100mL～200mL蒸馏水中，加入0.5～1.0g高碘酸钠(NaIO₄)，避光下搅拌反应3～4小时；然后加入乙二醇1～2mL继续搅拌1～2h终止反应；利用分子量为1000～3500的渗析袋渗析2～3天，并不断换水，渗析后的聚合物溶液用旋转蒸发仪除去大部分水，得到澄清粘稠液体，于‑50～‑30℃冷冻干燥2～3天，得到固体粉末B；(3)取PEG聚合物4～40g，加入用4A型分子筛干燥的二氯化碳100～150mL，并于室温下搅拌均匀，得到无色澄清液体；然后加入用4A型分子筛干燥的三乙胺500～600μL，再用滴液漏斗逐滴加入丙烯酰氯600～700μL，强烈搅拌，室温下通氮气除氧30～60分钟，然后控温至20～30℃，在搅拌下反应20～24小时，降至室温停止反应，并用6～10wt％的碳酸钾水溶液中和大部分酸，溶液逐渐分层，然后用分液漏斗收集下层乳状液体；下层乳状液体用50～100g无水硫酸镁干燥30～60min，再用旋转蒸发仪除去大部分溶剂，将所得聚合物乳液用乙醚反沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤和离心3～5次，即得到修饰有双键的PEG聚合物C；(4)将固体粉末A、固体粉末B、修饰有双键的PEG聚合物C分别配成1～2wt％的水溶液，分别取三种溶液各1～2mL混合均匀后，加入10～200μL的光引发剂，震荡均匀形成均一稳定的透明粘稠溶液；经过20～60s得到可注射具有自修复性能的水凝胶；再利用紫外灯照射1～10min后，得到具有自修复性能的高强度水凝胶材料；其中，多糖聚合物1是壳聚糖或乙二醇壳聚糖；反应物2是丙烯酸、甲基丙烯酸、巯基乙酸、巯基丙酸或2‑乙基丙烯酸；多糖聚合物3是透明质酸钠、海藻酸钠或硫酸葡聚糖。