[发明专利]一种可注射型温敏性壳聚糖/甲基纤维素凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可注射型温敏性壳聚糖/甲基纤维素凝胶及其制备方法。属于高分子化学和生物医学领域。

背景技术

水凝胶具有亲水的三维聚合物网络结构，能够吸收大量的水分。聚合物链间的物理交联和化学交联作用能够使水凝胶保持一定的形状，不会溶解于水中。由于水凝胶具有良好的生物相容性，在生物医学领域获得了广泛的应用。其中，原位形成凝胶体系是一个研究的热点，具有多种生物用途，主要应用于药物缓释，细胞培养和组织工程。原位形成凝胶体系在注射前保持溶液状态，注射后可在人体温度下形成凝胶。溶剂、紫外辐射、离子交联剂、pH和温度等因素都能够导致原位凝胶的形成。以上形成方式不需要有机溶剂，共聚剂和引发剂等化学试剂，可降低水凝胶的生物毒性。其中，通过温度改变实行溶液—凝胶转变可原位凝固的温敏型材料，也是可注射植入材料的研究热点。壳聚糖具有很好的生物相容性和生物可降解性，大分子链上含有氨基和羟基，是一种天然阳离子多糖，具有独特的pH值和温度双重响应，是一种用途非常广的生物材料。甲基纤维素也是一种很好的生物相容性和生物可降解性的天然高分子材料，同样具有温敏性质，但是其相变温度在50-70℃之间，在可注射组织工程和给药系统中没有应用意义。

发明内容

本发明的目的是充分利用壳聚糖、甲基纤维素各自的优点，并提供一种新型的可注射型温敏性壳聚糖/甲基纤维素凝胶及其制备方法，该凝胶低温下保持液态，人体温度下可形成凝胶，符合可注射植入材料的要求。且其制备方法工艺安全、简单有效、符合环保要求，这种在中性条件下制备形成物理凝胶，可避免有机溶剂的副作用，适合于敏感类药物的运载，缓释效果好。

实现本发明目的的技术方案是：可注射型温敏性壳聚糖/甲基纤维素凝胶为物理凝胶，其有效组成包括壳聚糖和甲基纤维素，凝胶中壳聚糖的质量百分比含量为0.25～2％，甲基纤维素的质量百分比含量为0.25～5％。

本发明提供的上述凝胶制备方法的具体步骤如下：将壳聚糖溶解在浓度能保证壳聚糖充分溶解且溶解后所得溶液pH值大于5.0的盐酸或醋酸溶液中，制得重量百分比浓度为0.5～4％的壳聚糖酸溶液，于冰浴中放置；将碱性盐溶解在重量百分比浓度为0.5～10％甲基纤维素溶液中得甲基纤维素盐溶液，同样在冰浴中放置；然后在不断搅拌下，将甲基纤维素盐溶液缓慢滴入壳聚糖酸溶液，保持溶液无混浊，搅拌至两者充分混合，离心去除气泡后，将共混溶液放置于凝胶温度下即形成可注射型温敏性壳聚糖/甲基纤维素凝胶。

其中，所用碱性盐为NaHCO₃、Na₃PO₄或甘油基磷酸钠，碱性盐用量须保证壳聚糖与甲基纤维素共混溶液pH值位于6.5～7.2之间。

且壳聚糖和甲基纤维素溶液均需冰浴放置至少15min，并在冰浴条件下向壳聚糖酸溶液中滴加甲基纤维素盐溶液。

本发明中凝胶温度与所采用的碱性盐种类有关，当所用壳聚糖与甲基纤维素的体积相同，浓度各为1％时，碱性盐为NaHCO₃时，凝胶温度约为24℃；碱性盐为Na₃PO₄时，凝胶温度约为27℃；碱性盐为甘油基磷酸钠时，凝胶温度约为33℃。

本发明首次提供的这种新型壳聚糖与甲基纤维素共混的物理凝胶，采用壳聚糖与甲基纤维素共混的方法制备，具有温度敏感性，适宜人体温度，可在人体温度下形成凝胶。且其制备条件简便温和，工艺安全、可避免有机化学试剂及其它有害的物质、符合环保要求，可作为药物载体，用于敏感类药物的缓释，尤其适合于敏感大分子如蛋白质类药物的运载，也可作为可注射型医用材料，如关节腔内注射用于关节软骨的修复，凝胶致密的孔洞结构和较高的机械强度，使其还可作为组织工程支架材料，用于细胞的培养，因此本发明在药物缓释、组织工程和细胞培养等生物医学领域有着广泛的应用前景。

具体实施方式

实施例1：将200mg壳聚糖溶解在10ml浓度为0.1mol/l的盐酸溶液中，溶解完全后，于冰浴中放置15min；将甲基纤维素溶解后，配制成2wt％溶液；将碳酸氢钠84mg加入甲基纤维素溶液中，同样在冰浴中放置15min；然后在不断搅拌、冰浴条件下，将甲基纤维素盐溶液缓慢滴入壳聚糖盐酸溶液中，保持溶液无混浊，搅拌至两者充分混合，壳聚糖与甲基纤维素共混溶液pH值为6.7，再离心去除气泡。最后，将共混溶液放置于凝胶温度下即可形成可注射型温敏性壳聚糖/甲基纤维素凝胶，凝胶中壳聚糖的质量百分比含量为1％，甲基纤维素的质量百分比含量为1％，凝胶温度可通过动态流变仪测得。