[发明专利]一种水溶性壳聚糖复合水凝胶及其制备方法与应用

说明书

一种水溶性壳聚糖复合水凝胶及其制备方法与应用，该水凝胶是由甲基丙烯酸酐改性的壳聚糖和改性聚乙二醇交联得到，改性聚乙二醇为醛基改性的聚乙二醇、琥珀酰亚胺改性的聚乙二醇中的至少一种。该水凝胶为双重交联可注射壳聚糖‑聚乙二醇水凝胶，具体为光交联协同席夫碱或酰胺键交联的水凝胶，相比两种单独交联方式得到的水凝胶具有更好的抗压缩性能。

技术领域

本发明涉及水凝胶领域，具体涉及一种水溶性壳聚糖复合水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

针对年龄的增长及其他原因造成的椎间盘纤维环、髓核退化进而压迫神经导致腰部疼痛等问题，临床上通常是采取椎间盘部分或全部切除的方法来进行治疗。由于椎间盘部位缺少血液供应，手术摘取椎间盘髓核后其会恢复能力极差，因此亟待开发一种椎间盘退化治疗的材料。水凝胶是一类含有大量水的三维网络结构的交联聚合物，其力学强度与生物组织较为相似，同时能够为细胞提供模拟生理环境的代谢场所，使其在细胞培养、药物递送和组织再生工程中具有重要的应用。

然而，现有的可注射壳聚糖基水凝胶力学性能差。

发明内容

根据第一方面，在一实施例中，提供一种水溶性壳聚糖复合水凝胶，所述水凝胶是由甲基丙烯酸酐改性的壳聚糖和改性聚乙二醇交联得到，所述改性聚乙二醇为醛基改性的聚乙二醇、琥珀酰亚胺改性的聚乙二醇中的至少一种。

根据第二方面，在一实施例中，提供第一方面任意一项所述水溶性壳聚糖复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：将甲基丙烯酸酐改性的壳聚糖和醛基或琥珀酰亚胺改性的聚乙二醇混合，反应得到所述水溶性壳聚糖复合水凝胶。

根据第三方面，在一实施例中，提供一种原位组织再生水凝胶，包含第一方面任意一项的水溶性壳聚糖复合水凝胶。

根据第四方面，在一实施例中，提供第一方面任意一项所述水溶性壳聚糖复合水凝胶在制备椎间盘摘除手术髓核填充水凝胶中的应用。

依据上述实施例的一种水溶性壳聚糖复合水凝胶及其制备方法与应用，采用甲基丙烯酸酐改性的壳聚糖和改性聚乙二醇交联得到的水凝胶具有优异的抗压缩性能。

在一实施例中，该水凝胶为双重交联可注射壳聚糖-聚乙二醇水凝胶，具体为光交联协同席夫碱或酰胺键交联的水凝胶，相比两种单独交联方式得到的水凝胶具有更好的抗压缩性能。

附图说明

图1是席夫碱成胶所需时间和实施例3提出的双重交联策略成胶所需时间对比图。

图2是水凝胶交联效果和水凝胶可注射性的验证，其中左图是不同双键接枝率的改性壳聚糖光交联成胶效果；右图是改性壳聚糖和聚乙二醇水凝胶可注射性的验证。

图3是不同双键接枝率的改性壳聚糖与聚乙二醇在不同凝胶方式作用下的压缩模量统计结果。

图4是不同双键接枝率的改性壳聚糖与聚乙二醇在不同凝胶方式作用下的电镜形貌图。

图5是不同凝胶方式的水凝胶对髓核细胞的毒性测试结果。

图6是的双重交联水凝胶对髓核细胞三维培养的实验结果。

图7是对大鼠尾椎椎间盘修复的计算机断层扫描的表征结果。

图8是对大鼠尾椎椎间盘修复的核磁共振成像的表征结果。

具体实施方式