[发明专利]一种海藻酸钠-聚乙二醇复合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种海藻酸钠‑聚乙二醇水凝胶的制备方法，通过将海藻酸钠、聚乙二醇衍生物及其交联剂制备海藻酸钠‑聚乙二醇双网络水凝胶，显著提高了聚乙二醇水凝胶的力学性能，可作为组织填充剂、组织工程支架、药物载体、封合剂或栓塞剂用于临床。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种海藻酸钠-聚乙二醇复合水凝胶，可作为组织填充剂、组织工程支架、药物载体、封合剂或栓塞剂广泛用于临床。

背景技术

除了骨骼、牙齿、指甲之外，人体主要由软组织组成，例如肌肉，软骨，肌腱等。这些软组织同样承担各种作用力，因而必须具有优异的力学性能，例如高强度，高韧性，高拉伸率。开发可以替代受损人体软组织的材料是一项具有重要意义和挑战性的任务。

水凝胶是能在水中溶胀但不溶于水的高分子材料，通过其分子间作用形成的复杂的三级网状结构。聚乙二醇是一类水溶性合成高分子，在生物医学领域具有巨大的应用价值。这得益于其独特的几个优点，包括生物相容性好、易于化学修饰和性能可控性好等。然而，如何调控其力学性能仍然需要探索。海藻酸钠是一种多糖类天然高分子聚合物，其分子由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic，M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic，G)按(1→4)键连接而成，是一种天然多糖，具有无毒、无刺激的特点和良好的生物粘附性、生物相容性和可降解性。海藻酸钠已经在食品工业、化妆品和医药领域得到了广泛应用。

利用海藻酸钠制备复合凝胶体系已有报道。专利CN103087334B报道了一种海藻酸钠-沙蒿胶复合水凝胶的制备方法，通过加入微孔碳酸钙作为交联剂，可以得到均匀度好且溶胀率高的水凝胶。专利CN102417734A公开了一种氧化海藻酸钠-壳聚糖复合水凝胶的制备方法，将人体可吸收纤维与氧化海藻酸钠、明胶共混后，引入Ca²⁺形成。然而，天然高分子聚合物交联形成的水凝胶力学性能有限，在实际应用中达不到理想的使用效果。

发明内容

本发明针对现有技术聚乙二醇水凝胶存在的缺点，提供了一种海藻酸钠-聚乙二醇复合水凝胶，具有良好的力学性能，可以作为组织填充剂、组织工程支架、药物载体、封合剂或栓塞剂用于临床。

本发明具体技术方案如下：

一种海藻酸钠-聚乙二醇复合水凝胶，由醛基封端的星形多臂聚乙二醇、聚赖氨酸和海藻酸钠原位交联而成。

优选的，所述凝胶中醛基封端的星形多臂聚乙二醇的质量百分浓度为2-30％，更优选为5-10％。聚赖氨酸的质量百分浓度为0.2-10％，更优选为0.5-5％。海藻酸钠的质量百分浓度为0.25-10％，更优选为1-5％。

优选的，海藻酸钠的粘度为2.9-200cps。更优选为20-100cps。

优选的，所述醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酯键、醚键、酰胺键、氨酯键、亚胺键或脲键化学键连接。更优选所述醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酰胺键或酯键连接。

优选的，星形多臂聚乙二醇的臂数为2-8，单臂分子量1000-5000Da，更优选为臂数为4-8，单臂分子量1250-2500Da。

本发明所述的复合水凝胶，所述醛基选自芳香醛基、烷基醛基中的一种或几种。

本发明所述的复合水凝胶可进一步使用Ca²⁺交联。Ca²⁺可采用溶性钙盐的溶液，可以为氯化钙、溴化钙、硝酸钙、硫酸钙、磷酸氢钙、醋酸钙、氢氧化钙中的一种或几种。

优选的，所述可溶性钙盐溶液浓度为0.5％～30％(w/v)。

本发明另一目的在于提供本发明所述的复合水凝胶在制备放疗垫片、组织工程支架、封合剂、栓塞剂、术后组织密封与防渗漏、防组织黏连、组织填充剂、组织修复、皮肤敷料或药物载体材料中的应用。