[发明专利]一种自修复、光敏感壳聚糖水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开一种自修复、光敏感壳聚糖水凝胶及其制备方法，该壳聚糖水凝胶的制备方法包括：(1)以羧甲基壳聚糖与硝基多巴胺为原料进行酰化反应，得到含硝基多巴胺基团的壳聚糖衍生物；(2)将含硝基多巴胺基团的壳聚糖衍生物的水溶液与Fe³⁺溶液混合，调节混合溶液的pH至6.5～9.5，得到自修复、光敏感壳聚糖水凝胶。本发明采用贻贝仿生化学方法，通过将含硝基多巴胺基团的壳聚糖衍生物与金属离子配位发生交联，多巴胺具有很好生物相容性，降低了传统方法制备的水凝胶对生物体的毒性；制得的自修复、光敏感壳聚糖水凝胶黏附性强、顺应性良好、时空可控性强，作为伤口敷料，可以在创伤面上长时间地维持最佳湿润环境，促进伤口上皮化，加速伤口愈合。

技术领域

本发明涉及一种水凝胶及其制备方法，特别涉及一种自修复、光敏感壳聚糖水凝胶及其制备方法。

背景技术

壳聚糖是自然界中唯一的阳性线性多糖，其基本单位为葡萄糖胺，具有生物相容性好、无毒副作用、来源丰富等特点，己在食品工业、药物制剂、医用高分子材料的合成等领域得到广泛的开发和应用。基于不同机理(共价、离子、氢键)，壳聚糖可以形成水凝胶，这已经有不少相关报道。壳聚糖与戊二醛等可以形成化学凝胶，也可以和巯基乙酸、丙烯酸、草酸等形成物理凝胶。另外壳聚糖与金属离子或是其他生物聚合物(例如:还原胶、卡拉胶等)通过静电作用形成离子交联键而成为凝胶。然而，这些壳聚糖水凝胶的形成均需另外加入交联剂如戊二醛等，交联剂的使用存在以下缺陷：(1)由于戊二醛与壳聚糖上氨基发生交联反应极为迅速，导致戊二醛与壳聚糖水溶液很难混合均匀；(2)由于溶液黏度很大，难以在体系交联反应发生之前除去溶液中大量的气泡，导致凝胶内部存在大量的气孔，凝胶的均匀性很差，溶胀过程中极易发生破碎；(3)很多药物都带有氨基，若实施原位载药，极易与戊二醛发生反应；(4)戊二醛有毒，残留对人体有害。

为了消除使用化学交联剂而带来的诸多弊端，对于不需要化学交联剂的金属配位水凝胶的研究已引起人们的极大关注。配位作用可以使高分子与金属离子之间形成配位键而获得水凝胶，这种交联作用可以快速而有效地交联聚合物分子，而且所形成的水凝胶具有自修复性。最近，贻贝仿生化学引起了人们的极大兴趣，即在聚合物的侧链引入儿茶酚基团以得到可发生金属配位作用的衍生物，其溶液与金属离子(Fe³⁺、Ca²⁺、Ag⁺)配位作用形成水凝胶，可是这种水凝胶不具有光敏性，作为生物黏附材料、组织工程及可控释放药物载体方面应用有很大的局限性。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明的第一目的是提供一种自修复、光敏感壳聚糖水凝胶，该水凝胶不含任何交联剂，同时具备自修复性和光敏性，可在紫外光照射下转变为水溶胶；本发明的第二目的是提供该壳聚糖水凝胶的制备方法。

技术方案：本发明所述的自修复、光敏感壳聚糖水凝胶，其分子结构式为：

本发明所述的一种自修复、光敏感壳聚糖水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)以羧甲基壳聚糖与硝基多巴胺为原料进行酰化反应，得到含硝基多巴胺基团的壳聚糖衍生物；

(2)将含硝基多巴胺基团的壳聚糖衍生物的水溶液与Fe³⁺溶液混合，调节混合溶液的pH至6.5～9.5，得到自修复、光敏感壳聚糖水凝胶。

具体的，步骤(1)中，将羧甲基壳聚糖溶解于水中，在惰性气体保护下加入硝基多巴胺进行酰化反应，反应后在水中透析、真空冷冻干燥，得到含硝基多巴胺基团的壳聚糖衍生物。

优选的，加入的羧甲基壳聚糖的质量与硝基多巴胺的摩尔数之比为100:0.5～5。

上述羧甲基壳聚糖的分子量M_n为10kDa～100kDa，取代度D_s为0.3～0.5。