一种海藻酸钠-聚乙二醇复合水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种海藻酸钠

【技术实现步骤摘要】
一种海藻酸钠
‑
聚乙二醇复合水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及一种海藻酸钠
‑
聚乙二醇复合水凝胶，可作为组织填充剂、组织工程支架、药物载体、封合剂或栓塞剂广泛用于临床。

技术介绍

[0002]除了骨骼、牙齿、指甲之外，人体主要由软组织组成，例如肌肉，软骨，肌腱等。这些软组织同样承担各种作用力，因而必须具有优异的力学性能，例如高强度，高韧性，高拉伸率。开发可以替代受损人体软组织的材料是一项具有重要意义和挑战性的任务。
[0003]水凝胶是能在水中溶胀但不溶于水的高分子材料，通过其分子间作用形成的复杂的三级网状结构。聚乙二醇是一类水溶性合成高分子，在生物医学领域具有巨大的应用价值。这得益于其独特的几个优点，包括生物相容性好、易于化学修饰和性能可控性好等。然而，如何调控其力学性能仍然需要探索。海藻酸钠是一种多糖类天然高分子聚合物，其分子由β
‑
D
‑
甘露糖醛酸(β
‑
D
‑
mannuronic，M)和α
‑
L
‑
古洛糖醛酸(α
‑
L
‑
guluronic，G)按(1
→
4)键连接而成，是一种天然多糖，具有无毒、无刺激的特点和良好的生物粘附性、生物相容性和可降解性。海藻酸钠已经在食品工业、化妆品和医药领域得到了广泛应用。
[0004]利用海藻酸钠制备复合凝胶体系已有报道。专利CN103087334B报道了一种海藻酸钠
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沙蒿胶复合水凝胶的制备方法，通过加入微孔碳酸钙作为交联剂，可以得到均匀度好且溶胀率高的水凝胶。专利CN102417734A公开了一种氧化海藻酸钠
‑
壳聚糖复合水凝胶的制备方法，将人体可吸收纤维与氧化海藻酸钠、明胶共混后，引入Ca
2+
形成。然而，天然高分子聚合物交联形成的水凝胶力学性能有限，在实际应用中达不到理想的使用效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术聚乙二醇水凝胶存在的缺点，提供了一种海藻酸钠
‑
聚乙二醇复合水凝胶，具有良好的力学性能，可以作为组织填充剂、组织工程支架、药物载体、封合剂或栓塞剂用于临床。
[0006]本专利技术具体技术方案如下：
[0007]一种海藻酸钠
‑
聚乙二醇复合水凝胶，由醛基封端的星形多臂聚乙二醇、聚赖氨酸和海藻酸钠原位交联而成。
[0008]优选的，所述凝胶中醛基封端的星形多臂聚乙二醇的质量百分浓度为2
‑
30％，更优选为5
‑
10％。聚赖氨酸的质量百分浓度为0.2
‑
10％，更优选为0.5
‑
5％。海藻酸钠的质量百分浓度为0.25
‑
10％，更优选为1
‑
5％。
[0009]优选的，海藻酸钠的粘度为2.9
‑
200cps。更优选为20
‑
100cps。
[0010]优选的，所述醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酯键、醚键、酰胺键、氨酯键、亚胺键或脲键化学键连接。更优选所述醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酰胺键或酯键连接。
[0011]优选的，星形多臂聚乙二醇的臂数为2
‑
8，单臂分子量1000
‑
5000Da，更优选为臂数为4
‑
8，单臂分子量1250
‑
2500Da。
[0012]本专利技术所述的复合水凝胶，所述醛基选自芳香醛基、烷基醛基中的一种或几种。
[0013]本专利技术所述的复合水凝胶可进一步使用Ca
2+
交联。Ca
2+
可采用溶性钙盐的溶液，可以为氯化钙、溴化钙、硝酸钙、硫酸钙、磷酸氢钙、醋酸钙、氢氧化钙中的一种或几种。
[0014]优选的，所述可溶性钙盐溶液浓度为0.5％～30％(w/v)。
[0015]本专利技术另一目的在于提供本专利技术所述的复合水凝胶在制备放疗垫片、组织工程支架、封合剂、栓塞剂、术后组织密封与防渗漏、防组织黏连、组织填充剂、组织修复、皮肤敷料或药物载体材料中的应用。
[0016]本专利技术所述的复合水凝胶可采用如下方法制备而成：
[0017]1.将苯醛基封端的星形多臂聚乙二醇溶解在pH4
‑
10缓冲液中，搅拌溶解得醛基封端的星形多臂聚乙二醇溶液，继续加入海藻酸钠，搅拌得到混合液A；
[0018]2.将聚赖氨酸加入至生理盐水中并调节pH至8
‑
10，得到聚赖氨酸溶液B；
[0019]3.取等体积的A液和B液混合，震荡后倒入模具中，待凝胶成型(1
‑
3小时)后拆除模具得到海藻酸钠
‑
聚乙二醇复合水凝胶。
[0020]上述A液中苯醛基封端的星形多臂聚乙二醇的浓度为10
‑
20％，w/v，所述海藻酸钠浓度为2
‑
10％，w/v。B液中聚赖氨酸浓度为1
‑
10％，w/v。
[0021]优选的，还可将海藻酸钠
‑
聚乙二醇复合水凝胶浸泡于Ca
2+
(可溶性钙盐)溶液中固定。
[0022]本专利技术优点：
[0023]通过将海藻酸钠、聚乙二醇衍生物及其交联剂制备了海藻酸钠
‑
聚乙二醇双网络水凝胶，显著提高了聚乙二醇水凝胶的力学性能。可进一步通过调节聚乙二醇和海藻酸钠的含量或者选择不同粘度的海藻酸钠，以及调节交联剂的含量来调节水凝胶的力学性能以适应不同的临床需要。
具体实施方式
[0024]以下通过实施例说明本专利技术的具体步骤，但不受实施例限制。
[0025]在本专利技术中所使用的术语，除非另有说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
[0026]下面结合具体实施例并参照数据进一步详细描述本专利技术。应理解，该实施例只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方式限制本专利技术的范围。
[0027]实施例1海藻酸钠
‑
聚乙二醇复合水凝胶的制备
[0028]海藻酸钠凝胶：将0.4g粘度为20cp的海藻酸钠溶解在20mL去离子水中，搅拌均匀，呈现粘稠状，继续加入4gCaCl2后出现块状沉淀，未形成完整材料形态，无法进行力学性能测试。
[0029]复合水凝胶1：将3g的4臂苯醛基封端聚乙二醇(分子量10kDa)溶解在浓度20mL的0.02M磷酸缓冲液(pH5.6)溶液中，作为A溶液；配置含聚赖氨酸(聚乙二醇的醛基与聚赖氨酸的氨基摩尔比1∶1.2)磷酸盐缓冲液(pH8.9)溶液，作为B溶液。通过双联注射器等量混合A、B两种溶液至模具中，等待2小时后取出得到复合水凝胶1。
[0030]复合水凝胶2：将3g的4臂苯醛基封端聚乙二醇(分子量10kDa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海藻酸钠
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聚乙二醇复合水凝胶，其特征在于由醛基封端的星形多臂聚乙二醇、聚赖氨酸、海藻酸钠原位交联而成。2.根据权利要求1所述的复合水凝胶，其特征在于所述凝胶中醛基封端的星形多臂聚乙二醇的质量百分浓度为5
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15％，聚赖氨酸的质量百分浓度为0.2
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3％，海藻酸钠的质量百分浓度为0.25
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10％。3.根据权利要求2所述的复合水凝胶，其特征在于所述海藻酸钠的粘度为2.9
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200cps。4.根据权利要求1所述的复合水凝胶，其特征在于所述醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酯键、醚键、酰胺键、氨酯键、亚胺键或脲键化学键连接。5.根据权利要求4所述医用水凝胶，其特征在于所述醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酰胺键或酯键连接。6.根据权利要求1所述的复合水凝胶，其特征在于星形多臂聚乙二醇的臂数为2
‑
8，单臂分子量1000
‑
5000Da，所述醛基选自芳香醛基、烷基醛基中的一种或几种。7.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡怡晨，潘震，
申请(专利权)人：上海瑞凝生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：