本发明专利技术公开了一种透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶及其制备方法。该复合水凝胶是按照包括下述步骤的方法制备得到的：１）将透明质酸和海藻酸钠溶于水中，得到溶液１，２）将交联剂加入所述溶液１中，并用缓冲溶液调节ｐＨ值为４．０－５．５，得到溶液２；３）向所述溶液２中加入羧基激活剂并搅拌，搅拌过程中用缓冲溶液调控所述溶液２的ｐＨ值在２．０－５．５直至形成凝胶，即得到透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶。本发明专利技术为透明质酸的改性提供了新的途径，用本发明专利技术方法制备的复合改性物具有较高的机械性能、抗透明质酸酶降解能力、生物相容性等优点，在外科手术、组织工程方面有着潜在的用途。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种透明质酸-海藻酸钠复合水凝胶及其制备方法。
技术介绍
透明质酸(hyaluronic acid，HA)是一种线性、无支链酸性粘多糖，由N-乙酰氨基葡萄糖和D-葡萄糖醛酸反复交替组成，是一种价值很高的医药、化妆品原料。HA具有良好的亲水性、生物相容性和保湿功能，广泛应用于化妆品中，被誉为天然保湿因子。HA还具有很好的生物相容性，在体内不产生排异反应。由于HA独特的流变学性质、润滑性和生物相容性等物理化学性质，HA可作为弹性材料应用于眼外科手术，治疗骨关节疾病，并具有促进伤口愈合和一定抗癌效果。HA在药物缓释、术后防粘连和组织工程中也具有重要作用。但是，机械性质较差、在体内易被透明质酸酶快速降解等缺陷限制了透明质酸在临床应用。为了改善HA的物理、化学稳定性，同时保持其天然的生物相容性、生物可降解性和体内无排异的特性，人们采用多种途径对其羟基和羧基进行改性修饰。化学改性方法包括交联、接枝、酯化和复合改性等。目前，由于复合改性往往能够保持两种原料的最初的特性而受到人们的关注。对于复合改性而言，许多大分子物质通过羧基或羟基与HA的羧基形成交联。成功复合交联的物质包括羧甲基纤维素钠、胶原质、明胶、聚乳酸、壳聚糖等。海藻酸钠(sodium alginate，简称SAL)是一种由α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸通过1，4-糖苷键连接而成的酸性粘多糖，广泛应用于食品加工、医药领域，包括药物缓释载体、细胞培养等。SAL具有良好的生物相容性，一旦形成凝胶后，便具有较好的机械性质。SAL与其他多糖，如壳聚糖、硫酸软骨素等的复合物已见诸报道，也有人对SAL-HA的复合物进行了流变学的考察，但这种复合物仅是两种高分子物质的混合液。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种透明质酸-海藻酸钠复合水凝胶及其制备方法。本专利技术所提供的透明质酸(HA)和海藻酸钠(SAL)复合水凝胶是按照包括下述步骤的方法制备的：1)将透明质酸和海藻酸钠溶于水中，得到溶液1，2)将交联剂加入所述溶液1中，并用缓冲溶液调节pH值为4.0-5.5，得到溶液2；3)向所述溶液2中加入羧基激活剂并搅拌，搅拌过程中用缓冲溶液调节所述溶液2的pH值在2.0-5.5直至形成凝胶，即得到透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶。上述溶液1中，透明质酸和海藻酸钠的质量比可为1∶4-4∶1，优选质量比为1∶2。溶液1中，透明质酸和海藻酸钠的浓度之和可为0.5-1.5g/100ml，优选为1.0g/100ml。上述步骤2)中所述交联剂可选自下述至少一种：己二酸二酰肼(ADH)，聚乙二醇(PEG)，戊二醛和二乙烯基砜(GTA)，优选为己二酸二酰肼(ADH)；所述交联剂的加入量与所述溶液1的配比可为0.1g-1.0g∶100mL，优选为0.52g∶100mL。-->步骤3)中所述羧基激活剂可选自下述至少一种：碳化二亚胺(EDC)，N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和N，N，N″，N″一四甲基乙二胺(TEMED)，优选为碳化二亚胺；所述碳化亚胺的添加量与所述溶液2的配比可为10mmol-100mmol∶1L，优选为50mmol∶1L。步骤3)中所述搅拌可在15℃-40℃条件下进行，优选为20℃-30℃；所述搅拌过程中需用缓冲溶液调控溶液2的pH值为2.0-5.5，优选pH值为4.75。搅拌时，搅拌的转速应不宜过快，避免导致形成凝胶后变稀。上述步骤2)和步骤3)中所用的缓冲溶液相同，所述缓冲溶液可选自下述任意一种：磷酸盐缓冲溶液，柠檬酸盐缓冲溶液和醋酸盐缓冲溶液；所述缓冲溶液的浓度可为0.01-0.5mol/L，pH值为2.0-4.5，优选为醋酸盐缓冲溶液，最优选浓度为0.1mol/L，pH值为3.6的醋酸盐缓冲溶液。本专利技术的方法还包括对步骤3)得到的透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶进行洗涤的步骤。洗涤次数不应少于5次，洗涤时慢慢翻转凝胶，以使残余反应杂质溶于水中而去除。本专利技术所用的透明质酸的分子量可为5.0×105Da-2.1×106Da，优选分子量为1.5×106Da；所用的海藻酸钠粉末的粒度为50目-300目，优选为200目。本专利技术是在羧基活化剂存在下，由分子结构中具有两个或两个以上氨基的高聚物或低聚物(交联剂)与透明质酸、海藻酸钠进行酰胺化反应交联而制得硬度、粘弹性较好的透明质酸-海藻酸钠复合交联物。获得的复合交联水凝胶具备HA和SAL的双重优点，一方面，抗酶降解的能力得到提高，另一方面，水凝胶的机械性质和质构特征得到改善。复合交联水凝胶的物理化学性质改善后，具有作为真皮填充物和组织支架材料的潜在用途而用于外科手术、组织工程领域。附图说明图1为本专利技术制备透明质酸-海藻酸钠复合水凝胶的工艺流程图。图2为实施例1制备的透明质酸-海藻酸钠复合水凝胶的红外光谱图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的方法进行说明，但本专利技术并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例1、透明质酸-海藻酸钠水凝胶的制备及其理化特性验证按照图1所示的工艺流程图制备透明质酸-海藻酸钠水凝胶，具体步骤如下：①多糖溶解：分子量为1.5×106Da的透明质酸(山东福瑞达生物化工有限公司)和海藻酸钠(粒径为200目筛，10mg/ml的水溶液，在25℃时其粘度为205mPa·s，青岛晶岩生物科技有限公司)以1∶2的比例(质量比)溶于水中，令其总浓度为1.0％(g/100ml)，得到溶液1。②添加交联剂并调节溶液pH：待步骤①中的多糖完全溶解后，将交联剂ADH(北京金源化学集团有限公司)以0.52g∶100ml的配比加入所述溶液1中，混合均匀。并对上述混合溶液进行pH调整，用0.1mol/L的HAc-NaAc缓冲液(pH 3.6)调整pH至4.75，得到-->溶液2。③添加羧基激活剂：向溶液2加入EDC(上海共价化学有限公司)，使其EDC浓度达到50mmol/L。④搅拌进行反应并控制pH：对步骤③中的反应液进行搅拌并控制pH，加入EDC的同时即开始进行搅拌，搅拌速度不宜过快，避免形成的凝胶剪切变稀。在室温下搅拌4h，反应过程中，通过滴加0.1mol/L的HAc-NaAc缓冲液使反应液的pH值保持在4.75，得到透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶。⑤凝胶洗涤：对步骤④形成的复合水凝胶，用去离子水反复洗涤，洗涤次数应不少于5次，每次洗涤20分钟以上，洗涤时慢慢翻转凝胶，使残余反应杂质溶于水中而去除。⑥凝胶保存：对步骤⑤洗涤后的凝胶在4℃下保存。按照上述方法制得的透明质酸-海藻酸钠复合水凝胶为无色，具有一定的硬度和粘弹性。对透明质酸-海藻酸钠复合水凝胶的特性进行测定：1、采用FT-IR光谱仪(Nicolet Nexus，Thermo Electron，USA)测定是否形成共价键；2、采用扫描电镜(Hitachi SEM-2500，Japan)观察形成凝胶的微结构；3、采用质构仪对凝胶的质构特征进行测定(pre test speed 2.0mm/s，test speed 0.8mm/s，post test speed 2.0mm/s，rupture test distance 4.0％，distance 50％，temper本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括下述步骤：１）将透明质酸和海藻酸钠溶于水中，得到溶液１，２）将交联剂加入所述溶液１中，并用缓冲溶液调节ｐＨ值为４．０－５．５，得到溶液２；３）向所述溶液２中加入羧基激活剂并搅拌，搅拌过程中用缓冲溶液调控所述溶液２的ｐＨ值在２．０－５．５，直至形成凝胶，即得到透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶。
【技术特征摘要】
1.一种透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括下述步骤：1)将透明质酸和海藻酸钠溶于水中，得到溶液1，2)将交联剂加入所述溶液1中，并用缓冲溶液调节pH值为4.0-5.5，得到溶液2；3)向所述溶液2中加入羧基激活剂并搅拌，搅拌过程中用缓冲溶液调控所述溶液2的pH值在2.0-5.5，直至形成凝胶，即得到透明质酸和海藻酸钠复合水凝胶。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述溶液1中透明质酸和海藻酸钠的质量比为1∶4-4∶1，优选质量比为1∶2；所述溶液1中透明质酸和海藻酸钠的浓度之和为0.5-1.5g/100ml，优选为1.0g/100ml。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述交联剂选自下述至少一种：己二酸二酰肼，聚乙二醇，戊二醛和二乙烯基砜，优选为己二酸二酰肼；所述交联剂的加入量与所述溶液1的配比为0.1g-1.0g∶100mL，优选为0.52g∶100mL。4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：步骤3)中所述羧基激活剂选自下述至少一种：碳化二亚胺，N-羟基琥珀酰亚胺和N，N，N″，N″一四甲基乙二胺，优选为碳化二亚胺；所述碳化二亚胺的添加量与所述溶液2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王强，陈永浩，刘红芝，刘丽，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：11
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