[发明专利]甲基丙烯酸丁酯接枝海藻酸钠水凝胶的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲基丙烯酸丁酯接枝海藻酸钠疏水改性材料的制备方法及其应用，属于生物医用材料技术领域。

前言

海藻酸钠是一类从褐藻中提取出的天然线性多糖，由1-4键合的β-D-甘露糖醛酸(M单元)和古罗糖醛酸(G单元)残基组成，其分子式为(C₆H₇O₆Na)n，n＝80～750。海藻酸钠广泛用于化妆品，食品及药物制剂，其无毒，无刺激性，故可用于口服和外用。海藻酸钠很容易与某些二价阳离子键合形成水凝胶，它是典型的离子交联水凝胶。因其独特的理化性质和良好的生物相容性，被广泛应用于药物制剂、组织工程、临床治疗、细胞培养、食品加工等领域作为医用材料使用时通常选用Ca²⁺作为海藻酸的离子交联剂。

海藻酸钠用做药物载体有着巨大的优越性，但是海藻酸钠凝胶机械强度不好，药物负载率不高，容易突释，因此作为载体时受到，应用受到局限。本发明通过自由基接枝共聚的方法使甲基丙烯酸丁酯在海藻酸钠大分子上接枝，增加了海藻酸钠凝胶的机械强度和对药物分子的相互作用力。接枝成功的海藻酸钠水凝胶，根据其接枝率的高低，其对药物的负载量也不同。本发明通过实验条件的探索，得到最佳改性效果的工艺。改性之后的海藻酸钠水凝胶由于与药物分子的作用力增强，对药物的吸附能力大大提高，且缓释效果也变得更加明显。维生素B₁₂主要用于治疗恶性贫血，尚用于神经系统疾病(如神经炎、神经萎缩等)、肝脏疾病(肝炎、肝硬化等)、白细胞减少症、再生障碍性贫血等疾病。本发明用改性后的海藻酸钠作为载体，研究了载体对于维生素B₁₂的负载与释放，由于药物分子与载体之间的相互作用力增加，载体对于维生素B₁₂的有很好的缓释作用。

发明内容

本发明提供一种甲基丙烯酸丁酯接枝海藻酸钠的材料制备方法，通过接枝共聚合反应，使甲基丙烯酸丁酯聚合物链段接枝到海藻酸钠主链上，从而实现对海藻酸钠的改性，提高海藻酸钠作为药物载体的缓释性能。本发明选择海藻酸钠作为主要原料，是因为其独特的理化性质和良好的生物相容性和生物可降解性以及容易形成离子型的凝胶等优点。

用过硫酸钾为引发剂，通过自由基聚合的方式，使甲基丙烯酸丁酯与海藻酸钠接枝共聚合。海藻酸钠是水溶性的，而甲基丙烯酸丁酯及其聚合物是油溶性的，为了增加单体与海藻酸钠的有效接触，选用水与乙醇的混合溶剂，比例为：V(乙醇)∶V(水)＝1∶1。反应在60℃恒温水浴锅中进行回流。

本发明通过反应条件探索，提供了获得最佳接枝效果的工艺条件。反应时间为5小时；引发剂浓度为8×10^-3mol/L；反应的温度控制在60℃；海藻酸钠浓度1w％；甲基丙烯酸丁酯浓度为0.6mol/L。在上述条件下，接枝率可达到70％。

本发明的有益效果：

本发明选择海藻酸钠作为主要原料，具有生物相容性和生物可降解性好的优点，而且容易与氯化钙溶液形成离子型的凝胶。改性后的海藻酸钠共聚物形成的凝胶，疏水性增加，凝胶的力学强度增强，方便使用。用本发明得到的甲基丙烯酸丁酯接枝海藻酸钠的共聚物制备成水凝胶，将其作为药物载体对维生素B₁₂进行负载和释放，结果表明：接枝后药物负载率可达32％；缓释效果增强，24小时内累积释放百分数77％，而纯海藻酸钠凝胶在相同条件下，5小时累积释放95％。甲基丙烯酸丁酯接枝海藻酸钠的共聚物制备，原料来源充足，反应条件温和，易于控制，容易产业化。

附图说明

图1甲基丙烯酸丁酯接枝海藻酸钠的共聚物红外光谱图对比

图2改性前后海藻酸钠在水中的溶解状态及对比

图3改性后海藻酸钠水凝胶对维生素B₁₂控制释放结果；(A)接枝改性前；(B)接枝改性后。

具体实施方式

实施例1