[发明专利]电子束辐照制备含马来酰化壳聚糖结构共聚物水凝胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用电子束辐照制备含马来酰化壳聚糖结构共聚物水凝胶的方法，属辐照化学及生物医用高分子材料技术领域。

背景技术

近年来，在生物医用高分子材料研究领域中，药物控制释放高分子载体的开发与研究已成为该领域的研究热点之一，同时它也是生物医学工程发展的一个新领域。药物的控制释放是将药物活性分子与高分子载体结合(复合或包载)，并作用到生物活性体内，通过扩散、渗透的方式，将药物活性分子以持续的时间释放出来。药物控释的特点是通过对药物医疗剂量的有效控制，降低其毒副作用，减少人体抗药性，提高药物的稳定性和有效利用率。药物控制释放高分子载体可对新型药物剂型包括靶向给药剂型的研制，特别在毒性大，对人体副作用强的抗癌药物剂型的开发与研制中发挥着重要的作用。因此对高分子药物控制释放材料的研究，无论从药物学理论或实际医疗中都具有十分重要的意义。而壳聚糖高分子及环境响应性高分子材料由于其独特的药物包合及定向运载功能正日益受到人们的青睐。

壳聚糖(Chitosan)，简写作CS，又名壳多糖、甲壳胺、甲壳糖、聚氨基葡萄糖等，化学式为[(C₆H₁₁NO₄)n]。壳聚糖由大部分D-氨基葡萄糖和少量的N-乙酰-D-氨基葡萄糖组成，是以β-(1，4)-糖苷键连接起的直链多糖，其结构类似于纤维素。

环境响应性水凝胶是一类亲水性高分子聚合物，具有较好的生物相容性，能对pH值、温度、电场等环境因素的改变做出响应，使形状发生连续或非连续性的可逆变化，即体积相变，并具有智能化应用特性，在生物医学和药学等领域中有广泛的应用前景。因此，含有Chitosan的分子结构的环境响应性水凝胶可望是一种多功能的新型水凝胶，并在药物控释和再生医学中将具有更广阔的应用前景。

随着辐射技术的发展，越来越多的人尝试用辐照法制备高分子水凝胶。相对于化学法而言，辐射法则具有操作简便、所得产物纯净、可控性好等优越性。

目前，国内外将Chitosan结构单元和环境敏感性单体结合起来制备出新的共聚物水凝胶的报道不多，而电子束辐照制备含马来酰化壳聚糖结构共聚物水凝胶的方法，目前尚未见到相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用电子束辐照制备含马来酰化壳聚糖结构接枝共聚物水凝胶的方法。

本发明一种用电子束辐照制备含马来酰化壳聚糖结构共聚物水凝胶的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a.首先将壳聚糖与马来酸酐按1∶3质量比溶于干燥过的N，N-二甲基甲酰胺中，在N₂保护下，迅速升温至120～140℃，反应3小时；然后将反应液倾入到冰水混合物中，经沉淀、抽滤，将沉淀物用乙醚洗涤数次，随后在40℃下真空干燥，最后得到马来酰化壳聚糖；

b.将上述制得的马来酰化壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺共溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，配制成马来酰化壳聚糖/N-异丙基丙烯酰胺混合溶液；其中马来酰化壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺两者的重量比为1∶1～1∶4；

c.将上述配制好的混合溶液封装到聚丙烯密封袋中，在N₂保护下，在电子加速器产生的电子束辐照下进行辐照处理；其辐照剂量为40～200KGy；

d.将上述经辐照后的样品溶液倾入于冰水中，析出结果产物，然后减压抽滤；用索氏提取器将产物在丙酮中抽提48小时，以除去反应的单体、均聚物和其他物质；最后将得到的产物置于真空干燥箱中在60℃下干燥24小时；最终得到含马来酰化壳聚糖结构的接枝共聚物水凝胶，即马来酰化壳聚糖接楷N-异丙基丙烯酰胺共聚物水凝胶。

马来酰化壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺辐照接枝反应的反应式如下所示：

其中：Chitosan为壳聚糖，DMF为N，N-二甲基甲酰胺，N-maleoyl Chitosan为马来酰化壳聚糖，NIPAAm为N-异基丙烯酰胺，N-maleoyl Chitosan-g-PNIPAAm为马来酰化壳聚糖接枝N-异丙基丙烯酰胺共聚物。

本发明方法的特点

本发明方法的特点如下所述：

(1)在常温常压下，通过高能电子束辐照单体溶液制备水凝胶，具有操作简便、所得产物纯净、可控性好、生产周期短等优越性。

(2)通过辐照聚合的方式将具有壳聚糖结构单元与环境响应性的分子结构单元纳入到聚合物分子链中，合成出了一种新型聚合物。它是一种比较理想的包合药物及药物控制释放的载体材料。