一種溫敏型可注射殼聚糖水凝膠產(chǎn)品及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種溫敏型可注射殼聚糖水凝膠。采用天然交聯(lián)劑京尼平交聯(lián)天然陽(yáng)離子多糖殼聚糖制備得到溫度為4-25℃時(shí)為溶液態(tài)，溫度升至28-42℃時(shí)，2分鐘-1小時(shí)內(nèi)變?yōu)槟z的溫敏型可注射水凝膠。制備的水凝膠可作為藥物載體及組織工程支架使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種溫敏型可注射殼聚糖水凝膠產(chǎn)品及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫敏型水凝膠產(chǎn)品，具體地說(shuō)是一種京尼平交聯(lián)的溫敏型可注射殼聚糖凝膠產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]溫敏水凝膠是一種能夠?qū)囟茸兓龀鋈芤?凝膠轉(zhuǎn)變響應(yīng)的智能材料。通過(guò)控制其相變溫度與人體體溫匹配，即可得到溫敏型可注射水凝膠:低溫時(shí)是可流動(dòng)的液體，當(dāng)注射到人體目標(biāo)位置后，在生理環(huán)境中會(huì)快速固化形成水凝膠。溫敏水凝膠的溫敏特性使其具有如下特點(diǎn)I)低溫時(shí)溶液易于藥物或細(xì)胞混合，升溫后凝膠可將藥物或細(xì)胞固定；2)可通過(guò)注射等方式將混有藥物或細(xì)胞的溶液轉(zhuǎn)入體內(nèi)組織；3)可實(shí)現(xiàn)藥物的緩控釋(Li Z,Guan J.Thermosensitive hydrogels for drug delivery.Expert Opin DrugDeliv.2011,8(8):991_1007)。除此之外，溫敏凝膠還具有水凝膠共有的特點(diǎn)，即高含水特性使其具有與細(xì)胞外基質(zhì)(由膠原、多糖 、糖蛋白等大分子構(gòu)成的水凝膠體系)類(lèi)似的“軟”“濕”環(huán)境、粘彈性和物質(zhì)遞送等特性(Chen YM, Ogawa R, Kakugo A, et al.Dynamiccell behavior on synthetic hydrogels with different charge densities.SoftMatter, 2009, 5:1804 - 1811)0基于以上特性，溫敏水凝膠近年來(lái)被廣泛應(yīng)用藥物傳遞、組織工程支架等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(Hoffman AS.Hydrogels for biomedical applications.AdvDrug Deliv Rev.2002，54(I):3-12.Nicodemus GD,Bryant SJ.Cell encapsulation inbiodegradable hydrogels for tissue engineering applications.Tissue Eng Part BRev.2008,14(2):149-65.Balakrishnan B，Banerjee R.Biopolymer-based hydrogels forcartilage tissue engineering.Chem Rev.2011，111(8):4453-74.)。
[0003]制備溫敏水凝膠的材料按其來(lái)源可分為天然和合成兩大類(lèi)。其中，天然高分子水凝膠在物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)行為上與細(xì)胞外基質(zhì)更相似，而成為在生物醫(yī)學(xué)工程中備受矚目的生物材料(Drury JLj Mooney DJ.Hydrogels for tissue engineering: scaffold designvariables and applications.Biomaterials, 2003, 24(24):4337_4351)。溫敏水凝膠的制備方法主要有化學(xué)法和物理法兩種?；瘜W(xué)法又包括化學(xué)交聯(lián)和接枝修飾?；瘜W(xué)法由于交聯(lián)劑或接枝修飾催化劑對(duì)生物體有毒或難以除去而使其應(yīng)用受到限制(Huh KM, Cho YW,Chung H，et al.SupramoIecuIar hydrogel formation based on inclusion complexationbetween poly (ethylene glycol)-modified chitosan and alpha-cyclodextrin.Macromol Biosc1.2004，4(2):92-99)。物理法主要是通過(guò)氫鍵、疏水相互作用等成凝膠。物理法凝膠因強(qiáng)度低而使其應(yīng)用受到限制(Bao G.and Suresh S.，Cell and molecularmechanics of biological materials 2003:Nat Mater.2(11):715-25)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出用從京尼平甙中分離獲得的天然交聯(lián)劑京尼平交聯(lián)天然陽(yáng)離子多糖殼聚糖，發(fā)明了一種溫敏可注射型殼聚糖水凝膠，在保證水凝膠強(qiáng)度的前提下，解決了交聯(lián)劑毒性的問(wèn)題。
[0005]技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠產(chǎn)品，采用溶液A與溶液B兩種溶液分別保存，其中，產(chǎn)品中主要含有三大類(lèi)組分:
[0007]組分I為殼聚糖，產(chǎn)品中殼聚糖濃度為2.0-25.0g/L ；
[0008]組分2為鈉鹽，產(chǎn)品中鈉鹽濃度為0.5-10.0g/L;
[0009]組分3為京尼平，產(chǎn)品中京尼平濃度為0.5-5.0g/L ；
[0010]溶液A為pH4.0-7.0的酸溶液、生理鹽水或蒸餾水；
[0011]溶液B為生理鹽水或蒸餾水；[0012]其中，組分I溶于溶液A中，組分3溶于溶液B中，組分2溶于溶液A中或溶于溶液B中。使用前在4-25°C下將A、B兩種溶液按體積比5:1-1:1的比例混合?；旌虾蟮娜芤涸?-25°C下為溶液態(tài)，當(dāng)溫度升至28-42°C時(shí)，2分鐘-1小時(shí)變?yōu)槟z態(tài)。
[0013]產(chǎn)品中的殼聚糖分子量為IO-1OOOkDa,脫乙酰度為50_90%。
[0014]產(chǎn)品中的鈉鹽可以是碳酸氫鈉、磷酸鈉、硫酸鈉或亞硫酸鈉中的一種或二種以上。
[0015]產(chǎn)品中溶解殼聚糖用的酸溶液為乙酸水溶液或鹽酸。
[0016]產(chǎn)品在使用時(shí)，4-25° C下以溶液態(tài)通過(guò)滴入、注射、或內(nèi)窺鏡引入等方式直接注入離體或在體的生物組織、器官或體腔中。
[0017]產(chǎn)品可作為細(xì)胞或藥物的包埋載體，用于組織工程領(lǐng)域或藥物釋放系統(tǒng)。
[0018]產(chǎn)品可用于細(xì)胞的包埋，所述的細(xì)胞是動(dòng)物來(lái)源或人源的軟骨細(xì)胞、纖維軟骨細(xì)胞、韌帶成纖維細(xì)胞、皮膚成纖維細(xì)胞、肌腱細(xì)胞、肌纖維母細(xì)胞、間質(zhì)干細(xì)胞、或角質(zhì)細(xì)胞。
[0019]產(chǎn)品可用于藥物的包埋，所述的藥物是止痛藥、麻醉藥、抗菌藥物、抗生素、抗抑郁藥、抗真菌藥物，抗組胺、抗寄生蟲(chóng)、抗牛皮癬藥物、抗病毒藥物、心血管藥物、化療藥物、皮質(zhì)類(lèi)固醇、酶抑制劑、激素、類(lèi)固醇或維生素。
[0020]本發(fā)明的有益效果
[0021]1、本發(fā)明可注射型溫敏水凝膠在4_25°C下為溶液態(tài)，當(dāng)溫度升至28_42°C時(shí)，原位定形成凝膠。
[0022]2、本發(fā)明利用天然交聯(lián)劑及天然多糖制備溫敏型可注射水凝膠，制備的水凝膠可作為的藥物載體及組織工程支架使用。
[0023]3、本發(fā)明采用天然交聯(lián)劑及天然多糖材料，制備的水凝膠生物可降解、生物相容性好。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為升溫前后的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠照片，其中a為溶液，b為水凝膠(升溫后)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]1、將分子量為60kDa、脫乙酰度為50%的殼聚糖按25.0g/L溶于蒸餾水中，并按12.5g/L加入Na2SO4,攪拌30min，得溶液A保存；[0027]2、將京尼平按12.5g/L溶于生理鹽水中，攪拌2h得溶液B保存；
[0028]3、使用前將溶液A與溶液B于4°C下按體積比4:1混合，攪拌lOmin，升溫至37°C，50min后成凝膠，凝膠中殼聚糖濃度為20.0g/L，Na2SO4濃度為10.0g/L，京尼平濃度為2.5g/L (附圖la、b中的A組)。
[0029]實(shí)施例2
[0030]1、將分子量為lOkDa、脫乙酰度為90%的殼聚糖按30.0g/L溶于0.lmL/L鹽酸溶液，并按6.0g/L加入NaHCO3和Na2SO4,攪拌30min，然后用40.0g/LNa0H調(diào)pH至4.0，得溶液A保存；
[0031]2、將京尼平按30.0g/L溶于蒸餾水中，攪拌2h得溶液B保存；
[0032]3、使用前將溶液A與溶液B于室溫20°C下按體積比5:1混合，攪拌lOmin，升溫至30°C，30min后成凝膠，凝膠中殼聚糖濃度為25.0g/L, NaHCO3和Na2SO4濃度為5.0g/L，京尼平濃度為5.0g/L (附圖la、b中的B組)。
[0033]實(shí)施例3
[0034]1、將分子量為1000kDa、脫乙酰度為80%的殼聚糖按20.0g/L溶于10.0mL/L乙酸溶液，然后用40.0g/L NaOH調(diào)pH至6.2，得溶液A保存；
[0035]2、將京尼平按1.0g/L溶于蒸餾水中，攪拌2h，并按2.0g/L加入Na3PO4和Na2SO3,攪拌30min，得溶液B保存；
[0036]3、使用前將溶液A與溶液B于室溫4°C下按體積比1:1混合，攪拌lOmin，升溫至420C，20min后成凝膠，凝膠中殼聚糖濃度為10.0g/L, Na3PO4和Na2SO3濃度為1.0g/L,京尼平濃度為0.5g/L (附圖la、b中的C組)。
[0037]實(shí)施例4
[0038]1、將分子量為300kDa、脫乙酰度為60%的殼聚糖按2.4g/L溶于生理鹽水，得溶液A保存；
[0039]2、將京尼平按18.0g/L溶于蒸餾水中，攪拌2h，并按3.0g/L加入Na2SO3,攪拌30min，得溶液B保存；
[0040]3、使用前將溶液A與溶液B于室溫4°C下按體積比5:1混合，攪拌lOmin，升溫至28°C，50min后成凝膠，凝膠中殼聚糖濃度為2.0g/L, Na2SO3濃度為0.5g/L，京尼平濃度為
3.0g/L (附圖la、b中的D組)。
【權(quán)利要求】
1.一種溫敏型可注射殼聚糖水凝膠產(chǎn)品，其特征在于:該產(chǎn)品是采用溶液A與溶液B兩種溶液分別保存，其中，產(chǎn)品中主要含有三大類(lèi)組分: 組分I為殼聚糖，產(chǎn)品中殼聚糖濃度為2.0-25.0g/L ； 組分2為鈉鹽，產(chǎn)品中鈉鹽濃度為0.5-10.0g/L; 組分3為京尼平，產(chǎn)品中京尼平濃度為0.5-5.0g/L ； 溶液A為pH4.0-7.0的酸溶液、生理鹽水或蒸餾水； 溶液B為生理鹽水或蒸餾水； 其中，組分I溶于溶液A中，組分3溶于溶液B中，組分2溶于溶液A中或溶于溶液B中。
2.按照權(quán)利要求1所述的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠，其特征在于: 使用前在4-25 °C下將A、B兩種溶液按體積比5:1-1:1的比例混合。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠，其特征在于: 混合后的溶液在4-25°C下為溶液態(tài)，當(dāng)溫度升至28-42°C時(shí)，2分鐘-1小時(shí)變?yōu)槟z態(tài)。
4.按照權(quán)利要求1所述的 溫敏型可注射殼聚糖水凝膠，其特征在于:產(chǎn)品中的殼聚糖分子量為IO-1OOOkDa,脫乙酰度為50-90%。
5.按照權(quán)利要求1所述的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠，其特征在于:產(chǎn)品中的鈉鹽可以是碳酸氫鈉、磷酸鈉、硫酸鈉或亞硫酸鈉中的一種或二種以上。
6.按照權(quán)利要求1所述的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠，其特征在于:產(chǎn)品中溶解殼聚糖用的酸溶液為乙酸水溶液或鹽酸。
7.按照權(quán)利要求1所述的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠，其特征在于:產(chǎn)品在使用時(shí)，4-25°C下以溶液態(tài)通過(guò)滴入、注射、或內(nèi)窺鏡引入等方式直接注入離體或在體的生物組織、器官或體腔中。
8.—種權(quán)利要求1所述的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠的應(yīng)用，其特征在于:產(chǎn)品可作為細(xì)胞或藥物的包埋載體，用于組織工程領(lǐng)域或藥物釋放系統(tǒng)。
9.按照權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于:溫敏型可注射殼聚糖水凝膠用于細(xì)胞的包埋，所述的細(xì)胞是動(dòng)物來(lái)源或人源的軟骨細(xì)胞、纖維軟骨細(xì)胞、韌帶成纖維細(xì)胞、皮膚成纖維細(xì)胞、肌腱細(xì)胞、肌纖維母細(xì)胞、間質(zhì)干細(xì)胞、或角質(zhì)細(xì)胞。
10.按照權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于:所述的溫敏型可注射殼聚糖水凝膠用于藥物的包埋，所述的藥物是止痛藥、麻醉藥、抗菌藥物、抗生素、抗抑郁藥、抗真菌藥物，抗組胺、抗寄生蟲(chóng)、抗牛皮癬藥物、抗病毒藥物、心血管藥物、化療藥物、皮質(zhì)類(lèi)固醇、酶抑制劑、激素、類(lèi)固醇或維生素。
【文檔編號(hào)】C12N11/10GK103524795SQ201210234164
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】馬小軍, 謝紅國(guó), 于煒婷, 添美 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所