本发明专利技术属于生物医学工程材料技术领域，公开了一种载一氧化氮的羧化壳聚糖‑聚乙烯亚胺水凝胶及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：往羧化壳聚糖的水溶液中加入1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺搅拌溶解，再加入聚乙烯亚胺，搅拌反应，得到羧化壳聚糖‑聚乙烯亚胺水凝胶；将其悬浮于甲醇钠/甲醇溶液中，通入一氧化氮加压反应，得到载一氧化氮的羧化壳聚糖‑聚乙烯亚胺水凝胶。本发明专利技术利用水溶性羧化壳聚糖与聚乙烯亚胺发生酰胺反应，引入仲胺基团形成水凝胶再装置NO，实现NO的高装载量，并可自动缓慢释放NO，解决了现有载体材料细胞毒性大、生物相容性差、NO负载量低、突释现象严重等问题。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于生物医学工程材料
，公开了一种载一氧化氮的羧化壳聚糖?聚乙烯亚胺水凝胶及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：往羧化壳聚糖的水溶液中加入1?(3?二甲氨基丙基)?3?乙基碳二亚胺盐酸盐和N?羟基琥珀酰亚胺搅拌溶解，再加入聚乙烯亚胺，搅拌反应，得到羧化壳聚糖?聚乙烯亚胺水凝胶；将其悬浮于甲醇钠/甲醇溶液中，通入一氧化氮加压反应，得到载一氧化氮的羧化壳聚糖?聚乙烯亚胺水凝胶。本专利技术利用水溶性羧化壳聚糖与聚乙烯亚胺发生酰胺反应，引入仲胺基团形成水凝胶再装置NO，实现NO的高装载量，并可自动缓慢释放NO，解决了现有载体材料细胞毒性大、生物相容性差、NO负载量低、突释现象严重等问题。【专利说明】
本专利技术属于生物医学工程材料
，特别涉及一种载一氧化氮(NO)的羧化壳聚糖(CPCTS)-聚乙烯亚胺(PEI)水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
自青霉素被专利技术利用以来，以青霉素为代表的抗生素挽救了无数伤员患者的生命，抗生素对细菌、真菌、病毒甚至是肿瘤都可起到抑制或杀灭作用，然而近年来对抗生素的滥用已经到了无以复加的地步。随着抗生素的滥用不仅使人体产生多种不良反应，还导致细菌产生了广泛的耐药性，久而久之导致无抗生素可以对已经有很强抗药性的细菌或病毒产生作用(我国抗生素滥用现状及其对策2014 09B-0175-03)。研究发现一氧化氮(NO)是内皮细胞释放的舒张因子，它不但作为生物体中重要的信号分子参与调节生物体的各种生理病理过程，而且还是抵御细菌、病毒、肿瘤细胞等病原体的有效武器，能杀死多种病原体从而保护人的机体健康。因此制备可负载一氧化氮(NO)的材料是目前生物医学工程领域研究的热点。Wink DA等研究发现亲水性的一氧化氮(NO)供体从聚合物中渗出，在血液中形成致癌性N-亚硝胺物质(The multifaceted roles of nitric oxide in cancercarcinogenesis, 1998.19:711-721)，负载一氧化氮(NO)的材料在人体内不可降解。以二胺为基底N-偶氮稀二醇类物质也会从聚合物基体中渗出，从而生成致癌性物质(Preparat1nand characterizat1n of hydrophobic polymeric films that are thromboresistantvia nitric oxide release.B1materials.2000,21:9-21)，其生物相容性和细胞毒性成为其应用到人体最大的阻碍。高群等人研究发现用氨基酸改性壳聚糖负载一氧化氮(NO)，其一氧化氮(NO)供体在PBS液中的累计释放量最高可达到31 Onmo I /mg (新型亲核NO供体的合成及性能研究)，其累计释放量太低，从而导致其抗菌效果不佳。因此，制备生物相容性好、在体内可降解、抗菌效果佳及可持续释放的一氧化氮(NO)供体便成为当前生物医学工程领域亟待解决的重要课题。迄今为止，通过羧化壳聚糖(CPCTS)-聚乙烯亚胺(PEI)形成水凝胶载一氧化氮(NO)的制备方法、抗菌方法及其应用尚未见报道。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种载一氧化氮(NO)的羧化壳聚糖(CPCTS)-聚乙烯亚胺(PEI)水凝胶。该水凝胶具有优良的溶胀性、透过性、生物相容性以及载药不失活等特性，且释放速率可以通过调整交联度和水凝胶的化学组成实现。本专利技术另一目的在于提供一种上述载一氧化氮的羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述载一氧化氮的羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶作为生物医学工程材料，在抗菌、抗病毒和防治肿瘤中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现:一种载一氧化氮(NO)的羧化壳聚糖(CPCTS)-聚乙烯亚胺(PEI)水凝胶的制备方法，包括以下步骤:往羧化壳聚糖的水溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCI)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)搅拌溶解，再加入聚乙烯亚胺，搅拌反应，得到羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶；将羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶悬浮于甲醇钠/甲醇(CH3ONa/CH3OH)溶液中，通入一氧化氮加压反应，得到载一氧化氮的羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶(CPCTS-PE1-N0)。所用羧化壳聚糖、聚乙烯亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为(I?2): (I?2):(1.2?2):(1.2?2)。所述羧化壳聚糖的分子量优选为150000?200000。所述羧化壳聚糖可购买得到，或通过以下方法制备得到:将壳聚糖与酸酐反应制得N-取代衍生物，即C2位羧甲基化的羧化壳聚糖。所述聚乙烯亚胺的分子量优选为1800?20000。所述聚乙烯亚胺(PEI)的加入量为每10mL水中加入2?3克计。所述搅拌反应的时间优选为24?36h，搅拌转速优选为600?800rpm。所述反应物羧化壳聚糖、聚乙烯亚氨、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺总质量与所用水溶液体积的比例为5?15g/1 OOmL。所述搅拌反应后，优选通过透析、冻干，得到纯化后的产物。所述透析的时间优选为3?5d，所述冻干的时间优选为3?5d。所述CH3ONa/CH3OH溶液中，CH3ONa的加入量为每10mLCH3OH中加入4?6克计。所述CH3ONa/CH3OH溶液的用量以摩尔比Na+/NHg (3?5)计。所述CPCTS-PEI水凝胶的质量与CH3ONa/CH3OH溶液体积的比例为5?I Og/1 OOmL。所述通入一氧化氮加压反应优选指通入氮气使反应容器内压力为600?SOOKPa。所述通入一氧化氮前优选先通氮气后抽真空。所述通入一氧化氮反应的时间优选为6?8天。所述通入一氧化氮反应后，优选通入氮气吹走未反应的NO，然后优选进行过滤、洗涤、真空干燥获得纯化的产物。所述的洗涤指所得固体用无水甲醇和乙醚各洗涤2?3次。本专利技术还提供一种上述方法制备得到的载一氧化氮的羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶。本专利技术通过对壳聚糖C2位进行羧化，得到水溶性羧化壳聚糖，并与聚乙烯亚胺(PEI)发生酰胺反应，引入仲胺基团-NH，形成水凝胶;亲核试剂点-NH与一氧化氮(NO)在600?800KPa条件下发生反应形成-，从而实现NO的高装载量。同时，-在PBS(pH = 7.4)溶液中自发释放一氧化氮(NO)气体，不需要电子转移、辅助因子和酶的参与。因此本专利技术的载一氧化氮的羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶可实现NO的高负载，并可自动释放NO;采用大分子量的羧化壳聚糖和聚乙烯亚胺，一方面大分子量的PEI提高了 NO的负载量，另一方面大分子量的羧化壳聚糖与PEI交联后，所得凝胶弹性更好、物理性质更加稳定，且由于其水凝胶特性，具有缓释效果，而现有使用的载体材料并无使用凝胶的先例，且现有载体与本专利技术载体相比，细胞毒性大、生物相容性差、NO负载量低、突释现象严重。因此本专利技术的载一氧化氮的羧化壳聚糖-聚乙烯亚胺水凝胶在生物医学工程材料领域，特别是在抗菌、抗病毒和防治肿瘤中具有巨大的潜在应用价值。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果:(I)羧化壳聚糖本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种载一氧化氮的羧化壳聚糖‑聚乙烯亚胺水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：往羧化壳聚糖的水溶液中加入1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺搅拌溶解，再加入聚乙烯亚胺，搅拌反应，得到羧化壳聚糖‑聚乙烯亚胺水凝胶；将羧化壳聚糖‑聚乙烯亚胺水凝胶悬浮于甲醇钠/甲醇溶液中，通入一氧化氮加压反应，得到载一氧化氮的羧化壳聚糖‑聚乙烯亚胺水凝胶。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马栋，吉玉洁，张武，薛巍，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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