[发明专利]一种可光聚合透明质酸衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应性透明质酸衍生物制备方法。属于天然生物高分子材料制备领域。

背景技术

透明质酸（Hyaluronic acid、HA）是一种存在于生物组织细胞外基质中的聚阴离子酸性粘多糖，由β-D-N-乙酰氨基葡萄糖和β-D-葡萄糖磺酸为结构单元，以β-1，4-糖苷链连成的一种链状天然高分子。其在空间上呈刚性的螺旋柱状结构，柱的内侧由于存在大量的羟基而产生强亲水性。由于透明质酸分子可将其结合的水分子锁定在其双螺旋柱状结构中，水分不易流失，因此具有特殊的保水作用。透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。透明质酸由于其高效保水性以及良好的生物相容性、生物可降解性而在组织工程领域存在较高的应用价值：如作为组织工程支架、皮肤伤口敷料等。透明质酸由于极易溶于水而在生物组织工程领域受限制，通常需要对其进行交联以延长其应用过程中保留时间。透明质酸通常采用化学交联法对其交联，例如：美国专利4582865借助二乙烯基砜通过共价键合透明质酸分子键合的交联方式获得了透明质酸凝胶；美国专利4886787借助环氧化物进行交联透明质酸获得了透明质酸凝胶。然而，在这类交联中所使用的交联剂或交联化合物都难以避免的会有交联剂的残留，通常这些交联剂独有一定得细胞毒性，而限制透明质酸材料在生物工程领域的应用。

光聚合交联技术是一种环境友好、高效节能的辐射固化技术，其在生物工程领域的应用研究报道逐年增加。通过对透明质酸进行化学改性而获得具有光交联活性的透明质酸衍生物，而应用于生物工程领域成为透明质酸交联改性一个新研究方向。罗春红等（高分子材料科学与工程，2011,27（7），163-166）采用甲基丙烯酸缩水甘油酯对透明质酸进行化学改性，然后再紫外辐射下交联成水凝胶；张叶丽等（北京化工大学学报（自然科学版），2011，38，49-53）采用甲基丙烯酸甘油酯对透明质酸改性，并用γ射线交联，获得了辐射交联透明质酸凝胶。但是由于γ射线能量较高，易造成透明质酸主链断裂降解，而降低透明质酸生物活性。本发明通过固液悬浮法用丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯对透明质酸改性获得具有光聚合活性的透明质酸衍生物，通过紫外光聚合交联透明质酸。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术中透明质酸改性方法成本较高，工艺复杂，细胞毒性试剂残留的缺点，提供一种成本低，工艺简单，细胞毒性小的可光聚合透明质酸衍生物制备方法。

本发明所提供的一种可光聚合透明质酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：

（1）将透明质酸加入到无水溶剂中，20~30℃下搅拌24小时；

（2）在-10~0°C的冰浴下冷却搅拌1~5小时；

（3）滴加30～60wt%不饱和酰氯的无水溶剂溶液，滴加时间为3～5小时，滴加的不饱和酰氯摩尔数是透明质酸上可反应性氢摩尔数的1～4倍；

（4）在20~25℃下反应6小时，过滤，即得可光聚合透明质酸衍生物。

上述步骤（1）中的透明质酸重均分子量为10,000～2000,000。

上述步骤（1）和（3）中的无水溶剂为四氢呋喃或N,N-甲基甲酰胺。

上述不饱和酰氯为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。

本发明所制备的透明质酸衍生物具有以下结构通式：

其中x为接枝率，R为COCH=CH₂或COC(CH₃)=CH₂。

本发明采用固液悬浮法，让透明质酸分子上的羟基与不饱和酰氯反应，反应条件温和，有机试剂残余量少，制备了生物相容性好、细胞毒性低的可光聚合天然透明质酸衍生物。成功实现了其衍生物在紫外光照下聚合：

配制20wt%可光聚合透明质酸衍生物乙醇溶液，加入1wt%自由基光引发剂，在紫外光强30mW/cm²的条件下照射10分钟即可引发聚合。自由基光引发剂为1-[4-(2-羟基羟乙基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷(2959)。

与现有技术相比，本发明的优点在于：固液悬浮法容易进行，反应过程易于操作；反应过程可控性强，实验设备简单，产品可实现产业化；实验原料不饱和酰氯在工业中应用广泛，其他有机溶剂在实验后可回收利用，降低了生产成本；酰氯由于其高反应活性，反应后极容易除去，反应后有机试剂残留少，光聚合后所制备的透明质酸凝胶细胞毒性低(≤1级)、生物相容性好。

附图说明

图1实施例1动力学数据。