本发明专利技术涉及一种角蛋白基双敏感高分子凝胶的制备及应用，属于复合材料领域与生物医用材料领域。本发明专利技术以羽毛角蛋白为生物高分子基体，采用分步聚合的方式，依次将温敏性单体和酸敏性单体原位聚合在羽毛角蛋白基体上，得到温度、pH双敏感高分子凝胶。电镜扫描显示，该高分子凝胶表面具有明显的网络结构，并且网状结构上还有多层大小不均一的孔状结构，这有利于不同分子量药物的负载。体外药物释放性能实验表明，该高分子凝胶对药物分子可实现控制释放，因此可作为药物载体应用于生物医学领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种角蛋白基高分子复合材料的制备，尤其设及一种角蛋白/聚 (N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸复合双敏感凝胶的制备；本专利技术同时还设及该角蛋白/聚 (N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸复合双敏感高分子凝胶作为药物载体的应用，属于复合材 料领域与生物医用材料领域。
技术介绍
随着科技的进步，药物控制释放体系的研究已引起人们越来越广泛的重视。通过 高分子药物控制释放体系，使药物在载体系统中达到时间或空间上的控制释放，保持药物 在血液中对疾病治疗所需的最适浓度，避免常规给药中，血药浓度偏高时中毒、低时治疗无 效的问题。作为药物载体的生物材料，应当具有很好的生物相容性和降解性能。目前用于 医药领域具有生物相容性和可生物降解的的高分子载体材料主要W合成的聚合物体系和 天然大分子体系为主。 角蛋白是外胚层细胞的结构蛋白，广泛存在于生物体的组织结构中，包括动物皮 肤W及皮肤的衍生物：发、毛、鱗、羽、甲、蹄、角、爪、瞭等。角蛋白作为一种天然高分子，不仅 来源丰富、价格低廉，且具有可降解、生物相容、热稳定性等优良性能。角蛋白已被广泛应用 于饲料和纺织业中，也有很多利用角蛋白开发表面活性剂、絮凝剂、氨基酸产品、系列保健 品和化妆品等的研究。角蛋白链之间的二硫桥（-S-S-)使其具有刚性结构，也使得角蛋白 的消化与降解相当困难。因此，未经改性的角蛋白难W广泛使用。近年来的研究发现，通过 改性、复合等方法，可将角蛋白作为生物材料使用。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种角蛋白基双敏感高分子凝胶及制备方法； 本专利技术另一目的是提供该角蛋白基双敏感高分子凝胶作为药物载体在药物控制释放 中的应用。 -、角蛋白基双敏感高分子凝胶的制备 (1)角蛋白溫敏性高分子凝胶的制备：惰性气体保护下，将0.1~2g羽毛角蛋白分散 于5~80血尿素溶液或稀碱溶液中，加入4~100mg还原剂，升溫至65°C，揽拌20~60 min;加入0.2~4g溫敏性单体、50~700mg交联剂并混合均匀；加入30~300mg引发 剂I，揽拌5~30min;再加入30~300mg引发剂II，密封后于40~70°C水浴反应6~ 36h，产物分别用乙醇、蒸馈水洗涂，除去杂质，冷冻干燥，得到角蛋白溫敏性高分子凝胶一 角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）水凝胶。 羽毛角蛋白从废弃家禽羽毛中提取，具体提取工艺及性能见专利 ZL200810150653. 2〇 所述尿素溶液或稀碱溶液的巧日氨氧化钢溶液、氨氧化钟溶液等）浓度0.8~8 mol/L。 所述溫敏性单体为N-异丙基丙締酷胺或N，N-二乙基丙締酷胺。 所述还原剂采用二硫苏糖醇或琉基乙醇。 所述交联剂为先^亚甲基双丙締酷胺。 所述引发剂I为过硫酸锭或过硫酸钟，引发剂II为亚硫酸氨钢。 (2)角蛋白基双敏感高分子凝胶的合成：取上述制备的角蛋白溫敏性高分子凝胶 0.2~3g，浸于5~50血含有1.0~10g酸敏性单体和50~700mg交联剂的溶液中， 使角蛋白溫敏性高分子凝胶充分溶胀；然后在惰性气体保护下，加入0. 1~1g引发剂III， 密封后于40~80°C的水浴中反应6~36h，制得角蛋白基双敏感高分子水凝胶；分别用乙 醇、蒸馈水洗涂，除去未反应的单体和杂质，冷冻干燥，得角蛋白基双敏感高分子干凝胶一 角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶。[001引所述酸敏性单体为衣康酸；交联剂为N，N-亚甲基双丙締酷胺；引发剂圓为过硫 酸锭或过硫酸钟；惰性气体为氮气、氣气或二氧化碳气体。 二、角蛋白复合双敏感聚合物凝胶的结构表征 1、宏观形貌 图1为本专利技术制备的角蛋白基双敏感高分子凝胶冷冻干燥后的宏观形貌。从图1可W看出，该双敏感高分子凝胶为不均一的多孔结构。[001引2、红外图谱 图2为角蛋白基双敏感高分子凝胶冷冻干燥后的红外吸收光谱图。从图2中可知，在 1650cm\l528cm\l232cmi附近出现了蛋白的特征吸收峰(酷胺带）；在582 cm1处为角蛋白中二硫键（S-S)的伸缩振动吸收峰；在1700cm1附近出现了聚衣康酸中 C=O的伸缩振动吸收峰。说明羽毛角蛋白与衣康酸有效复合。 3、热重分析 图3为角蛋白基双敏感高分子凝胶冷冻干燥后的热重曲线。结果表明，角蛋白基双敏 感高分子凝胶的起始分解溫度为95°C，外延起始溫度为160°C，外延终止溫度在420°C，失 重斜率最大点溫度是200°C。与原料角蛋白相比，角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣 康酸双敏感水凝胶的热稳定性有了明显提高。 4、扫描电镜图 图4为角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶的扫描电镜图。通 过扫描电镜可W看出，角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶表面有明 显的网络结构，并且网状结构上还有多层大小不均一的孔状结构。因此，角蛋白/聚（N-异 丙基丙締酷胺）/聚衣康酸形成的互穿网络结构有利于不同分子量药物的负载。[001引 S、角蛋白基双敏感聚合物凝胶的性能测试 1、溶胀行为 为了评价角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶作为生物材料的 适用性，测试了体溫（37°C)状态下，水凝胶在不同模拟生物液中的溶胀率。结果见图5,结 果发现角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶在水中的溶胀度最大，而 在生理盐水（Sal)中的溶胀率均最低。 另外，测试了体溫（37°C)环境下，角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双 敏感水凝胶在水中的再次溶胀性能。将在二次水中溶胀后再次干燥的角蛋白/聚（N-异丙 基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶置于二次水中，观察其再溶胀行为，结果如图6所示。 干燥后的角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶的吸水率为89. 1%，水 凝胶在二次水中再次溶胀，表明水凝胶可重复使用。 2、溫度、抑敏感性 图7为复合双敏感水凝胶在不同溫度下的溶胀率。图7的结果显示，平衡溶胀率在5°C时最低（23.6g/g)，35°C时达最大值（39. 1g/g);高于35°C后溶胀率又逐渐降低。说明该 复合水凝胶对溫度具有一定的敏感性。 图8为复合双敏感水凝胶在不同抑值溶液中的溶胀率变化情况。图8的结果显 示，平衡溶胀率在抑=1. 2溶液中最低（13. 2g/g)，在抑=10. 0时达到最大值（27. 9g/g)，在 pH〉10. 0后溶胀率又逐渐降低，说明在强酸性或碱性溶液中，该复合水凝胶具有抑敏感性。 3、体外药物释放性能 W角蛋白/聚（N-异丙基丙締酷胺）/聚衣康酸双敏感水凝胶为药物载体，选用小分子 抗癌药物(盐酸阿霉素)，在37°C(体溫)下，考察不同抑值环境（胃液抑=1. 2、肠液抑=8. 4、 血液抑=7. 4)中，水凝胶的体外药物释放性能。结果如图9所示：酸性条件下（pH=l. 2)药物 释放速度较慢，16h时释放率为66. 3%;弱碱性条件下（pH=8. 4)，16h时释放率达到81. 1%; 中性条件下（pH=7. 4)，药物释放速度最快，16h时释放率达到93. 3%。 另外，实验中还考察了其它溫度（25°C、42°C)下，不同抑值中凝胶对药物释放性 能的影响，发现与37°C时规律一致。 综上所述，本专利技术W生物相容的天然高分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种角蛋白基双敏感高分子凝胶的制备方法，是以羽毛角蛋白为生物高分子基体，采用分步聚合的方式，依次将温敏性单体、酸敏性单体原位聚合在羽毛角蛋白基体上，得到角蛋白复合双敏感高分子凝胶。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣民，孙康祺，郭菊花，王建凤，何玉凤，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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