[发明专利]抗蛋白粘附的海藻酸盐水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了抗蛋白粘附的海藻酸盐水凝胶及其制备方法和应用。该海藻酸盐水凝胶的制备方法包括以下步骤：海藻酸盐与功能性化合物混合，发生酰胺化反应，得到巯基化海藻酸盐；巯基化海藻酸盐与含双键的两性离子化合物混合，发生巯‑烯点击反应，得到两性离子修饰的海藻酸盐；两性离子修饰的海藻酸盐经交联形成海藻酸盐水凝胶。本方案的制备同时涉及酰胺化反应和点击反应，相比于现有技术中利用酯化反应进行两性离子改性的方法所存在的产物酯键容易水解等问题，该制备方法的最终产物中海藻酸盐与两性离子的连接更加稳定，采用巯‑烯点击化学反应，反应条件更加温和、对氧气和水不敏感，两性离子化合物的选择种类多且反应高效。

技术领域

本申请涉及水凝胶技术领域，尤其是涉及抗蛋白粘附的海藻酸盐水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

水凝胶是一种具有交联的三维网状结构的大分子聚合物，其能够吸收保留大量的水分，发生溶胀却不溶解。海藻酸盐是一类从褐藻中提取的天然大分子物质，其结构由β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古洛糖醛酸(G)通过β-1,4-糖苷键共价键接而成。海藻酸盐结构中存在大量的羧基和羟基，容易进行功能化修饰，且易于与二价金属离子螯合形成三维离子交联网络水凝胶。海藻酸盐水凝胶具有良好的生物相容性、可降解性、吸湿保湿性、生物再生性、生物活性等诸多优异性能，因而在药物释放、组织工程、伤口敷料和细胞囊化等方面得到广泛应用。然而在用作生物体内植入材料方面，仍会引起组织产生异物反应，最终导致植入失败。因此，通过化学改性海藻酸盐以减轻植入所引起的异物反应，具有重要的科研和应用价值。

减少植入材料界面的非特异性蛋白吸附是减轻异物反应的关键因素。两性离子材料是一类同时带有阳离子基团和阴离子基团的物质，这种独特的两亲性的结构赋予了两性离子材料优异的抗非特异性蛋白吸附特性。因此，对海藻酸盐水凝胶进行两性离子修饰是解决海藻酸盐水凝胶异物反应的一种可行方式。目前针对海藻酸盐水凝胶进行两性离子化修饰的方法包括两种，一种方法是通过海藻酸盐上的羟基与两性离子化合物的羧基进行酯化反应，但所形成的酯键容易水解；另一种方法是将海藻酸盐上的羧基与两性离子化合物的氨基进行酰胺化反应。例如，马明林课题组依次将N.N-二甲基乙二胺的伯胺进行保护，与丙磺酸内酯反应后脱去保护基团，最终得到带有氨基的磺酸甜菜碱，最后再与海藻酸钠进行酰胺化反应得到两性离子修饰的海藻酸钠，动物实验结果表明其能有效减缓异物反应。然而该方法制备带氨基功能基团的甜菜碱反应步骤繁琐，单体的选择较少，大量使用非环保溶剂，废液的排放处理成本很高。因此，有必要提供一种反应条件温和、工艺绿色环保的抗蛋白粘附的海藻酸盐水凝胶的制备方法。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种反应条件温和、工艺绿色环保的抗蛋白粘附的海藻酸盐水凝胶的制备方法。

本申请的目的还在于提供根据上述制备方法制得的海藻酸盐水凝胶。

本申请的目的还在于提供包含该海藻酸盐水凝胶的生物材料、医疗器械、药物。

本申请的第一方面，提供一种海藻酸盐水凝胶的制备方法，该海藻酸盐水凝胶的制备方法包括以下步骤：

海藻酸盐与功能性化合物混合，发生酰胺化反应，得到巯基化海藻酸盐，功能性化合物具有氨基和巯基；

巯基化海藻酸盐与含双键的两性离子化合物混合，发生巯-烯点击反应，得到两性离子修饰的海藻酸盐；

两性离子修饰的海藻酸盐经交联形成海藻酸盐水凝胶。

根据本申请实施例的海藻酸盐水凝胶的制备方法，至少具有如下有益效果：