[发明专利]一种明胶‑聚乳酸接枝两亲共聚物纳米胶束材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种明胶-聚乳酸接枝两亲共聚物纳米胶束材料及其制备方法。

背景技术

两亲性聚合物，指聚合物结构中同时存在有亲水链段和疏水链段的聚合物。这种同时具有两种不同亲水特性链段的性质使得两亲性聚合物可以在特定溶剂（水或者有机相溶剂）中通过热力学稳定过程，自组装形成多种形状不同的两亲性聚合物纳米胶束。由于两亲性聚合物纳米胶束具有其独特且在热力学系统作用下稳定的结构，使得其在使用功能上也体现出许多独有的特质，在生物医用材料领域有很广阔的应用前景。

聚乳酸是一种以可再生的天然生物资源为原料而合成的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，但是它是一种疏水性高分子材料。

明胶是由皮肤、骨骼、软骨以及韧带的胶原部分水解的产物，也是一种蛋白质，属于一种天然的生物大分子，具有与胶原相同的氨基酸，其中最主要的四种氨基酸为甘氨酸（glycine）、脯氨酸（proline）、羟脯氨酸（hydroxyproline）、谷氨酸（glutamic acid）；明胶表现出良好的生物相容性、弱抗原性，同时还具有与细胞较好的粘附作用，由于明胶分子链上氨基、羧基、羟基都能与水分子形成氢键，所以其具有非常好的亲水性。

在突发性损伤或外科手术中，快速有效地止血对挽救生命有着重要的意义。如何在短时间内止血，已成为许多医药企业研究的热点之一。目前，可吸收止血材料，特别是近年研发的新型体内可吸收止血材料，不仅能在极短的时间内使血液凝固而达到快速止血的目的，而且可以在短时间内被人体所吸收。

目前，已经有纤维蛋白胶、壳聚糖类、可吸收性明胶海绵等止血材料。利用胶原制成的生物材料的止血机理主要是通过与血小板作用来达到止血目的，具体实现方式为：材料在与血液接触时，其表面迅速形成了蛋白吸附层，而后引起血小板在材料表面上的聚集粘附，刺激血小板释放一些亚细胞颗粒和分泌物，包括各种凝血因子，凝血因子粘附在伤口上，导致血栓形成，填塞受伤血管，达到止血目的。

然而，通常医用凝血需要使用大量的明胶，含有较多的正电荷基团，如氨基（-NH₂），而正电荷对生物细胞有一定的损害。本发明通过聚乳酸的接枝改性得到两亲性聚合物，在保证与明胶有同样效率的凝血作用下，减少明胶用量，同时减少材料表面的正电荷，减少对其他细胞的损害，具有良好的医用和经济价值。同时，本发明阐述的材料在抗菌喷雾、包载药物方面也具有极大的应用前景。

参考文献：

专利文献1：中国专利，公开号 CN 103030831 B。

发明内容

本发明的目的在于提供一种明胶用量少，而且止血效果好的明胶-聚乳酸接枝两亲共聚物纳米胶束材料及其制备方法。

本发明提供的明胶-聚乳酸接枝两亲共聚物纳米胶束材料，通过将聚乳酸接枝到天然高分子明胶上，得到一种主链明胶亲水、侧链接枝的聚乳酸链段疏水的两亲性高分子材料；两亲性聚合物在特定溶剂（水或者有机相溶剂）自组装形成纳米胶束，可用作凝血材料。聚合物纳米胶束的使用，减少了明胶用量，同时降低了明胶表面的正电荷，从而在达到止血效果的同时减少了对其他细胞的损害。

本发明提供的明胶-聚乳酸接枝两亲共聚物纳米胶束材料的制备方法，具体步骤如下：

第一步：将明胶和疏水性单体按照质量投料比1：4~10加入三口烧瓶中，加入20~40mL二甲基亚砜溶解，抽真空一小时后充入高纯氮气（>99.99%），待原料全部溶解后，加入40~90μL辛酸亚锡，75~95 ℃反应20~30 h，得到明胶-聚乳酸接枝共聚物溶液；

第二步：将第一步得到的溶液加入到去离子水中，沉淀除去未参与反应的单体以及聚乳酸均聚物，过滤，将滤液转移到透析袋用去离子水透析3天，透析结束后，冷冻干燥，即得固体聚合物；

第三步：将第二步制备的固体聚合物在常温下直接溶于水中，配置浓度在0.5~10 mg·mL^-1的聚合物溶液，优选浓度在5-10 mg·mL^-1。

本发明的原料和试剂皆市售可得。

步骤一中，所述的明胶的数均分子量约为1×10⁴~5×10⁴。

步骤一中，所述的单体为L-型丙交酯，或者D-型丙交酯，或者DL-型丙交酯，或者乙交酯，或者己内酯等生物相容性良好的疏水性单体。

步骤一中，所述的溶液聚合中溶剂是无水二甲基亚砜。