[发明专利]一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属水凝胶系列，涉及交联剂改性的透明质酸和聚天冬氨酸原位交联型凝胶。

背景技术

水凝胶是一种由高分子聚合物形成的，含水量达90%以上，且具有三维网络结构的的材料。这种材料质地柔软，生物相容性好，目前广泛应用于生物医学领域。

近年来，可注射的原位交联水凝胶也越来越受到人们的关注。可注射原位交联水凝胶的特征在于，在注射之前呈可流动的液态，当注射到目标位置后，可形成与目标位置形状完全吻合的胶体。这种可注射的特性，不仅使得操作过程简单方便，而且可避免植入手术给患者带来的痛苦，大大降低手术的创伤性。

透明质酸广泛存在于生物体内，负责组织间的连接，具有很好的保水和润滑的作用。透明质酸用于人体是不会被免疫系统当成外来物质，不会产生免疫反应，具有很好的生物相容性和生物可降解性。而且透明质酸在骨组织再生，抗肿瘤以及伤口愈合等过程中发挥重要的作用，常被用于药物控释，组织工程及手术防粘连等领域。

然而正因为透明质酸具有上述的这些优点，吸收迅速，降解速度快等，导致了透明质酸材料的硬度，机械强度和稳定性受到了一定的限制。因此有必要对透明质酸进行改性或者引入交联剂来提高材料的力学性能，使其得到更好的应用。

聚天冬氨酸也具有很好的生物相容性和生物可降解性，其主链上的肽键易受微生物的作用而断裂，降解产物只有氨，水和二氧化碳。聚天冬氨酸也是一种环境友好型性的化学品，广泛用于水处理，医药，农业及日化行业。

2007年，Long Liu，(Preparation and characterization of sponge-like composites by cross-linking hyaluronic acid and carboxymethylcellulose sodium with adipic dihydrazide,European Polymer Journal 43(2007))制备了一种透明质酸-羧甲基纤维素水凝胶，它以透明质酸和羧甲基纤维素为原料，以1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳酰亚胺为交联剂，在pH=4.75的水相中实现透明质酸和羧甲基纤维素之间的交联，生成水凝胶。其缺点在于反应需要使用交联剂，降低凝胶体系的生物相容性；且凝胶化时间长，不能实现原位交联，限制了凝胶的应用。

已报道的原位交联型水凝胶，大多是依靠天然大分子的物理性能或其离子键、静电作用力或疏水作用力实现溶液-胶体之间的转化。如Molly S.Shoichet（Fast-gelling injectable blend of hyaluronan and methylcellulose for intrathecal,localized delivery to the injured spinal cord,Biomaterials,27(2006)）报道了一种快速凝胶化的水凝胶，它利用甲基纤维素的温敏性实现凝胶化。其缺点在于溶液-胶体之间的转化是可逆的，导致水凝胶的性能不稳定，极大程度上限制了水凝胶子啊生物领域的应用。也有极少数的例子是利用聚合物之间的化学交联制备可注射的原位交联的水凝胶。如Rui Zhang(Detailed characterization of an injectable hyaluronic acid-polyaspartylhydrazide hydrogel for protein delivery,Carbohydrate Polymers,4(2011))利用醛基化透明质酸和聚天冬酰肼上醛基与酰肼基团之间的缩合反应，制备了一种快速凝胶化的，可注射的原位交联水凝胶。其缺点在于交联时间过快导致水凝胶的力学强度差，限制了水凝胶的应用。

鉴于此，我们利用交联剂交联剂预处理聚天冬酰肼后，再和具有双醛结构的透明质酸进行进一步的缩合反应制备出力学性能好，性能稳定的可注射原位交联型水凝胶。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于制备一种工艺简单、凝胶化时间短且可控制、力学性能好、性能稳定且生物相容性好的原位交联的水凝胶。

一种交联剂改性的透明质酸-聚天冬氨酸原位交联型水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

在pH值范围为5.0～8.0，浓度为0.01～0.5mol/L的缓冲液中先后或同时加入透明质酸衍生物，聚天冬氨酸衍生物和交联剂；所述交联剂为C2～8的二胺、水合肼、赖氨酸、C2～8的二醛、邻苯二甲醛或京尼平；凝胶化时间为3秒～30分钟；

交联剂的加入有如下几种方式之一：