[发明专利]一种利用己二酸二酰肼制备透明质酸/β‑TCP复合水凝胶的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料制备技术领域，具体涉及一种利用己二酸二酰肼制备透明质酸/β-TCP复合水凝胶的方法。

背景技术

水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物，在水中能够吸收大量水分而溶胀，在溶胀之后可继续保持其原有结构而不被溶解。凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。这种亲水性聚合物溶胀形成的三维网络结构，具有高保水性和粘弹性及可调的微结构，能够在组织再生中为细胞提供与天然细胞外基质类似的微环境，调节细胞的粘附、增殖和迁移等行为，已广泛应用于药物缓释、靶向药物治疗、组织工程支架和生物粘结剂等医学领域。然而水凝胶也具有一些缺陷，如抗拉强度低、吸水率过高、孔径过大以及缺乏生物活性等，这些缺陷将导致水凝胶应用中药物突释、载药率低等问题出现，因此制备具有良好机械性能和生物活性的水凝胶成为重点。

透明质酸(HA)是构成关节软骨的主要成分之一，同时也是滑液的重要成分，在营养和代谢中发挥着重要作用。除了能提供有利于骨髓干细胞贴附及组织替代的微环境外，还能起到软骨诱导作用。这种天然高分子材料，具有良好的生物相容性、高的吸水性和粘弹性，已广泛用于临床上药物运输和组织工程。但单纯的透明质酸应用于软骨组织支架中，由于其粘度和机械强度不够，且降解速度较快，不容易维持一定的立体结构，无法为软骨细胞形态的维持提供良好的保障，影响软骨细胞的生长。

磷酸钙是人体硬组织中的一种重要无机成分，广泛存在于牙齿和骨部位。磷酸钙陶瓷经常被用作骨移植替代材料，由于其突出的生物相容性，生物活性和骨诱导性。β-TCP作为一种磷酸钙陶瓷，与天然骨基质有相似的组成，生物相容性良好以及可降解，在体内可以以体液介导和细胞介导的方式降解，其降解产物能参与生命活动和代谢，成为有生命组织的一部分。

近年来尽管制备多孔水凝胶的方法不时有所报道，但有些方法存在过于复杂、成本高以及会引入抗原性物质、成功率低等问题。本发明提供一种新的制备方法，该方法以己二酸二酰肼交联透明质酸，再复合β-TCP得到一种新的水凝胶，整个过程操作简单、成功率高，产物具备优良的性质。

发明内容

本发明的目的在于克服现有多孔水凝胶制备方法存在的上述缺陷，提供一种利用己二酸二酰肼制备透明质酸/β-TCP复合水凝胶的方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)将透明质酸钠溶于水中，搅拌得到一定浓度的透明质酸钠溶液；(2)按比例向透明质酸钠溶液中加入交联剂己二酸二酰肼和β-TCP，搅拌均匀后调节溶液pH至酸性得混合溶液A；(3)将N-琥珀酰亚胺和碳二亚胺分散在适量水中得到混合溶液B，按比例将混合溶液A与混合溶液B混合均匀，所得溶液置于低温环境静置冷藏得凝胶；(4)凝胶经溶胀、洗涤、冷冻、干燥得到目标产物透明质酸/β-TCP复合水凝胶。

按照上述方案，步骤(1)所述透明质酸钠溶液的浓度为30～50g/L，磁力搅拌时间为4-6h。

按照上述方案，步骤(2)所得溶液A中己二酸二酰肼、β-TCP与透明质酸钠的质量比为0.22：(0-1)：1。

按照上述方案，步骤(2)中利用稀盐酸调节溶液的pH至3-5得到混合溶液A。

按照上述方案，步骤(3)混合时，溶液B中的N-琥珀酰亚胺和碳二亚胺与溶液A中己二酸二酰肼的摩尔比为3:8:3。

按照上述方案，步骤(3)中利用超声机使混合溶液A与混合溶液B混合均匀，所得溶液置于2-6℃环境静置2h，充分除泡得凝胶。

按照上述方案，步骤(4)中首先用超纯水溶胀、洗涤凝胶，接着将其置于-23℃环境下冷冻12h，再置于-56℃环境冷冻干燥24h得到透明质酸/β-TCP复合水凝胶。

按照上述方案，所述透明质酸钠的相对分子质量约为10万。

按照上述方案，所使用的β-TCP为纳米级β-TCP。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)克服先前制备的水凝胶低的生物活性，工艺复杂，低抗压强度等缺点，通过本发明方法制备得到的透明质酸/β-TCP复合水凝胶具有普通水凝胶不具备的优良机械强度和生物活性，并且工艺更加简便、成本更低；(2)本发明制备得到的透明质酸/β-TCP复合水凝胶可应用于组织工程领域，应用前景较好。

附图说明

图1为本发明制备透明质酸/β-TCP水凝胶的反应原理图；

图2为本发明实施例1所制备的透明质酸水凝胶的红外光谱图；

图3为本发明实施例1-4制得的水凝胶的溶胀率-时间变化对比图；