[发明专利]一种壳聚糖温敏凝胶的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种壳聚糖温敏凝胶的制备方法，其特征在于利用过饱和方法制备壳聚糖溶液，并在冰浴及搅拌条件下将β‑甘油磷酸钠溶液逐滴加入到此壳聚糖溶液中，混合均匀之后获得温敏凝胶的成胶溶液，此成胶溶液在37℃条件下1‑5分钟之内可快速转变为水凝胶。该温敏凝胶可作为细胞的传递载体，通过注射到达体内受损部位，原位快速形成细胞‑凝胶复合物，起到修复、治疗的效果。

技术领域

本发明涉及再生医学领域，特别涉及一种壳聚糖温敏凝胶的制备方法及应用。

背景技术

注射型温敏凝胶由于低温时是液体，37℃条件下转变为水凝胶，适合作为传递载体进行体内注射治疗使用，有效避免了机体的二次损伤，因此具有广阔的临床应用前景。壳聚糖来自于蟹、虾的外壳，来源广泛，无毒性，具有优良生物相容性及可降解性，作为生物材料已经应用于临床。壳聚糖在中性及碱性环境下不溶解，可以溶于盐酸、醋酸等酸性溶液，但当pH值超过6.2左右就会出现沉淀。然而，使用β-甘油磷酸钠溶液中和壳聚糖时可以制备出pH值在6.8-7.2之间的混合溶液，不出现沉淀，适合细胞培养，尤其是这种混合溶液具有温敏特性，在37℃条件下发生凝胶化，其成胶时间受壳聚糖物性参数、壳聚糖及β-甘油磷酸钠溶液浓度等因素影响，比如使用高脱乙酰度的壳聚糖、提高壳聚糖及β-甘油磷酸钠的浓度可缩短成胶时间。为了缩短成胶时间，目前应用较多的是95％及以上的高脱乙酰度壳聚糖，在酸性溶液中壳聚糖的最大溶解度是2％(w/v,g/ml)左右，而由于高浓度β-甘油磷酸钠造成了较高的渗透压，会引起细胞毒性，因此β-甘油磷酸钠溶液的终浓度一般控制在5.6％(w/v,g/ml)左右。尽管如此，上述目前较优条件的成胶溶液在37℃成胶时间在半小时至几个小时之间，不能满足体内快速原位形成凝胶的需要。

为了克服目前壳聚糖温敏凝胶37℃条件下成胶时间过长的缺陷，本发明公开了一种壳聚糖温敏凝胶的制备方法，即利用过饱和方法制备壳聚糖溶液，提高壳聚糖溶液自身的pH值，在冰浴及搅拌条件下将β-甘油磷酸钠溶液逐滴加入到此壳聚糖溶液中，混合均匀之后获得温敏凝胶的成胶溶液，由于壳聚糖溶液自身pH值得到了提高，因此只需加入少量β-甘油磷酸钠溶液(β-甘油磷酸钠溶液终浓度在6.2％以内)来进行中和，即可实现在37℃条件下1-5分钟之内的快速凝胶化，从而本发明提出的制备方法显著缩短了壳聚糖温敏凝胶的成胶时间，具有十分重要的应用前景。

发明内容

本发明公开了一种壳聚糖温敏凝胶的制备方法。

本发明的壳聚糖温敏凝胶的制备方法通过以下具体技术方案予以实现：利用过饱和方法制备壳聚糖溶液，并在冰浴及搅拌条件(1000～2000rpm)下将β-甘油磷酸钠溶液逐滴加入到此壳聚糖溶液中，混合均匀之后获得温敏凝胶的成胶溶液，此成胶溶液在37℃条件下1-5分钟之内可快速转变为水凝胶。

所述壳聚糖的脱乙酰度为95％及以上；

所述壳聚糖的分子量为5000-300000Da；

所述过饱和方法制备壳聚糖溶液是指首先将壳聚糖粉末按照3-6％(w/v,g/ml)的初始浓度加入到0.1-0.3mol/L的盐酸或醋酸溶液中，室温搅拌24-48h，4℃静置48-72h，之后将上清液高速离心(4000～8000rpm，10～30min)，去掉沉淀即获得壳聚糖溶液；

所述β-甘油磷酸钠溶液浓度为56％(w/v,g/ml)；

壳聚糖溶液与β-甘油磷酸钠溶液的体积比为35:1-8:1；

所述成胶溶液在37℃条件下1-5分钟之内可快速转变为水凝胶的壳聚糖溶液与β-甘油磷酸钠溶液的体积比具体为：

以3％(w/v,g/ml)作为初始浓度配制得到的壳聚糖溶液与β-甘油磷酸钠溶液的体积比为10:1-8:1；

以4％(w/v,g/ml)作为初始浓度配制得到的壳聚糖溶液与β-甘油磷酸钠溶液的体积比为18:1-9:1；