The invention provides a supramolecular hydrogel of chitosan and gelatin, a preparation method and application thereof, and belongs to the field of biological materials. The supramolecular hydrogel contains a part of chitosan modified by a carboxylated derivative of beta-cyclodextrin that binds to gelatin by host-guest interaction, and a carboxylated derivative of beta-cyclodextrin is grafted onto chitosan by amide group. The preparation method is to graft the activated carboxylated derivatives of beta-cyclodextrin onto chitosan via amide group, and then add gelatin. The grafted carboxylated derivatives of beta-cyclodextrin interact with the aromatic groups on gelatin through host-guest interaction, that is, the supramolecular hydrogel of chitosan and gelatin is obtained. The supramolecular hydrogel of chitosan and gelatin has the characteristics of shear thinning and self-healing, and can be used as the carrier of injectable cells or drugs; the beta-cyclodextrin group in the hydrogel and the aromatic group in the gelatin can be used as the cell carrier and the tissue engineering material through the host-guest interaction.
【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖和明胶的超分子水凝胶及其制备方法与应用
本专利技术属于生物材料领域,具体涉及一种壳聚糖和明胶的超分子水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
壳聚糖是一种资源非常丰富的多糖,具有良好的生物相容性与可降解性,是制备水凝胶的优良材料。目前壳聚糖水凝胶的制备途径主要是化学交联法,通过化学交联剂与壳聚糖氨基、羟基等活性基团反应,构成水凝胶网络;但化学交联剂往往具有细胞毒性,限制了壳聚糖水凝胶在细胞载体与组织工程的应用。同时化学交联的壳聚糖水凝胶不具有触变性与可逆性,不能通过注射的方式进入体内。明胶是胶原的分解产物,含有角蛋白、弹性蛋白、软骨素等,可以促进细胞粘附和生长。明胶具有热可逆性,当适当浓度的明胶水溶液温度由40℃降至25℃左右时,明胶的分子构象由自由卷曲转变为螺旋形,形成凝胶,升温后又可变回溶胶,因此明胶在细胞载体与组织工程中有广泛的应用。但明胶的上临界溶解温度过低(通常低于25℃),在体内环境中不能维持凝胶状态,因此作为细胞载体或水凝胶支架时不能起到输送和保护细胞的作用。结合壳聚糖和明胶的优势构建两者的复合材料是目前的研究热点之一,尤其是复合膜和多孔支架材料。例如蔡宁等报道利用静电纺丝法制备壳聚糖/明胶复合纳米纤维膜,具有良好的力学性能与耐水性能(中国专利技术专利CN201611270384.4)。杨正龙报道以有机硅烷偶联剂KH-560为交联剂,采用冷冻干燥法,制备出力学性能优良的交联壳聚糖/明胶复合多孔支架,用于细胞粘附与增殖(中国专利技术专利CN201310724099.5)。壳聚糖和明胶的复合水凝胶亦有报道。高大元等报道了以羧甲基壳聚糖和明胶 ...
【技术保护点】
1.一种壳聚糖和明胶的超分子水凝胶,其特征在于,该超分子水凝胶含有β‑环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖与明胶通过主客体作用而结合的部分;所述β‑环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖由β‑环糊精羧基化衍生物通过酰胺基团接枝到壳聚糖上。
【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖和明胶的超分子水凝胶,其特征在于,该超分子水凝胶含有β-环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖与明胶通过主客体作用而结合的部分;所述β-环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖由β-环糊精羧基化衍生物通过酰胺基团接枝到壳聚糖上。2.如权利要求1所述的壳聚糖和明胶的超分子水凝胶,其特征在于,所述主客体作用是所述接枝到壳聚糖上的β-环糊精羧基化衍生物与明胶中上的芳香基团相互作用形成。3.如权利要求1所述的壳聚糖和明胶的超分子水凝胶,其特征在于,所述接枝到壳聚糖上的β-环糊精羧基化衍生物为端羧基的β-环糊精衍生物;所述β-环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖中壳聚糖的粘均分子量为5万道尔顿~15万道尔顿,脱乙酰度大于85%。4.如权利要求1所述的壳聚糖和明胶的超分子水凝胶,其特征在于,所述超分子水凝胶的上临界溶解温度为22.8℃~27.5℃;当温度为25℃时,所述超分子水凝胶的凝胶时间为3s~120s;所述超分子水凝胶的弹性模量为1000Pa~2000Pa,具有剪切稀化与自愈合能力。5.如权利要求1所述的壳聚糖和明胶的超分子水凝胶,其特征在于,当该超分子水凝胶处于溶胶状态时,所述β-环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖的浓度为0.5mg/mL~4.0mg/mL;优选地,所述β-环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖的浓度为1.0mg/mL~3.0mg/mL;所述明胶的质量为超分子水凝胶的质量的4%~10%;优选地,所述明胶的质量为超分子水凝胶的质量的6~8%。6.一种壳聚糖和明胶的超分子水凝胶的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:(1)活化β-环糊精羧基化衍生物:配制β-环糊精羧基化衍生物溶液,加入催化剂,充分混匀,使β-环糊精羧基化衍生物的羧基活化,得到活化的β-环糊精羧基化衍生物溶液;(2)制备β-环糊精羧基化衍生物修饰的壳聚糖:配制壳聚糖溶液,将该壳聚糖溶液加入到步骤(1)得到的活化的β-环糊...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨光,肖林,周凤,黄丽霞,刘莉,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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