專(zhuān)利名稱(chēng)：一種pH敏感的木聚糖水凝膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木聚糖水凝膠及其制備方法，適合用于藥物控制釋放體系、組織工程和細(xì)胞培養(yǎng)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，生物醫(yī)學(xué)工程材料已受到各國(guó)科學(xué)家的極大關(guān)注，特別是以動(dòng)植物為原料的材料，由此制備的環(huán)境敏感性水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和智能化藥物緩釋體系中的應(yīng)用日益得到重視。由于智能水凝膠有含水量高，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，因而在生物技術(shù)，如藥物控制釋放體系、傷口包扎材料、組織工程支架和生物制藥等方面得到廣泛的研發(fā)與應(yīng)用。pH敏感水凝膠是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中含有可離解成離子的弱酸或弱堿基團(tuán)的高分子水凝膠，它們根據(jù)環(huán)境PH的變化奪取或釋放質(zhì)子，產(chǎn)生不同的離子化程度，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電荷密度發(fā)生變化，影響介質(zhì)對(duì)其擴(kuò)散和滲透的能力，顯示出PH敏感性。隨著藥物制劑技術(shù)向高效、低毒方向發(fā)展，靶向定位釋放技術(shù)成為主要手段之一。采用對(duì)PH值有響應(yīng)性的凝膠材料作為藥物包埋基質(zhì)，利用凝膠在不同PH值下溶脹度、滲透性能的不同，達(dá)到靶向給藥，控制藥物釋放濃度的作用。PH響應(yīng)性藥物控制釋放體系特別適合口服藥物的控制釋放，即利用人體消化道各環(huán)節(jié)PH值得不同可以控制藥物在特定部位的釋放。此體系特別適用于胃腸給藥方式，同時(shí)對(duì)酸不穩(wěn)定的藥物還可以起到防酸保護(hù)作用。然而，目前所研究制備的智能水凝膠存在著的諸多缺點(diǎn)限制了它們?cè)谂R床上的應(yīng)用。例如目前所制備的智能水凝膠由于痕量毒性引發(fā)劑的殘留而缺乏生物相容性，不易在生物體內(nèi)降解。當(dāng)藥物釋放完畢后，必須通過(guò)手術(shù)從生物體中取出殘余水凝膠。另外，多數(shù)水凝膠的靶向定位效果比較差，與生物醫(yī)藥的發(fā)展不同步，不能滿足生物醫(yī)藥的需求。木聚糖是一種重要的聚合糖，廣泛存在于秸稈、草和硬木中，產(chǎn)量極其豐富，在木質(zhì)纖維中含量為20-35%。木聚糖主鏈由β_1，4-糖苷鍵連接的木糖組成。木聚糖由于它特殊的分子結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的生物活性和生理功能。木聚糖其親水性?xún)?yōu)于纖維素和殼聚糖， 且具有良好的生物相容性、生物降解性和抗癌功效。有研究表明木聚糖在胃和小腸中被消化的極少，大部分被結(jié)腸部位的厭氧菌(例如雙歧桿菌)利用，更有利于藥物的靶向定位釋放和木聚糖水凝膠的降解和消化，因此木聚糖水凝膠在藥物控制釋放載體中的應(yīng)用前景會(huì)十分廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)缺乏生物相容性和靶向定位效果比較差的不足，本發(fā)明提供一種pH響應(yīng)型水凝膠及其制備方法，該水凝膠具有靈敏的pH敏感性、良好的生物相容性和降解性，該水凝膠的制備采用安全無(wú)毒引發(fā)劑，工藝簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備，工業(yè)化實(shí)施容易。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種PH敏感的木聚糖水凝膠，其分子式結(jié)構(gòu)如下所示，木糖單元中的羥基接枝丙烯酸，交聯(lián)是隨機(jī)平等的，η >0且η值不唯一，a彡0，b彡0，n、a、b不同時(shí)為零。
權(quán)利要求
1. 一種pH敏感的木聚糖水凝膠，其特征在于其分子式結(jié)構(gòu)如下所示，木糖單元中的羥基接枝丙烯酸交聯(lián)是隨機(jī)平等的，η彡0且η值不唯一，a彡0，b彡0，n、a、b不同時(shí)為零，
2.—種權(quán)利要求1所述pH敏感的木聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于包括下述步驟(1)按照木聚糖與蒸餾水的質(zhì)量比為1 5-100，將木聚糖充分溶解于蒸餾水中，加入木聚糖質(zhì)量1 % -20 %的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，繼續(xù)溶解充分，制得木聚糖和交聯(lián)劑混合液；(2)將木聚糖質(zhì)量6%-240%的過(guò)氧化氫和2% -40%的抗壞血酸混合，置于20-80°C 水浴中勻速攪拌，之后加入木聚糖質(zhì)量100% -2000%的丙烯酸，引發(fā)0. 5min-lh，制得丙烯酸引發(fā)溶液；(3)將步驟(1)的木聚糖和交聯(lián)劑混合液加入到步驟( 的丙烯酸引發(fā)溶液中，持續(xù)攪拌，直至體系粘稠至不能攪拌，得到粗凝膠，將粗凝膠取出干燥；(4)將所得粗凝膠置于蒸餾水中浸泡，直至凝膠中丙烯酸單體及均聚物去除率達(dá)90% 以上為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于所述步驟 (3)將丙烯酸引發(fā)溶液加入到木聚糖和交聯(lián)劑混合液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于所述木聚糖與丙烯酸的質(zhì)量比為1 6-9。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于所述N， N-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑的用量為木聚糖質(zhì)量的2% -4%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝膠的制備方法，其特征在于所述過(guò)氧化氫用量為木聚糖質(zhì)量的50-100%，抗壞血酸用量為木聚糖質(zhì)量的5-10%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種pH敏感的木聚糖水凝膠及其制備方法，將木聚糖充分溶解于蒸餾水中，加入N，N-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑制得木聚糖和交聯(lián)劑混合液；將過(guò)氧化氫和抗壞血酸混合后加入丙烯酸，引發(fā)制得丙烯酸引發(fā)溶液；將木聚糖和交聯(lián)劑混合液加入到丙烯酸引發(fā)溶液中得到粗凝膠，將粗凝膠取出干燥；將所得粗凝膠置于蒸餾水中浸泡，直至凝膠中丙烯酸單體及均聚物去除率達(dá)90％以上為止。該水凝膠具有靈敏的pH敏感性、良好的生物相容性和降解性，該水凝膠的制備采用安全無(wú)毒引發(fā)劑，工藝簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備，工業(yè)化實(shí)施容易。
文檔編號(hào)C08F4/40GK102391429SQ20111027473
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者孫曉鋒, 王海洪 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)