[发明专利]生物人工肝用半乳糖化壳聚糖支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖支架生物材料技术，更具体地说，是涉及一种生物人工肝用半乳糖化壳聚糖支架材料及其制备方法。 

技术背景

肝脏是机体重要的解毒器官，不管什么原因一旦造成肝细胞的大量坏死，并出现肝功能衰竭必将导致机体代谢紊乱和毒性物质的大量堆积，二者的出现又进一步影响肝细胞功能，加剧肝细胞坏死，影响残存肝细胞再生，从而加重肝功能衰竭，形成恶性循环。人工肝研究的出发点就是寄希望采用人工肝解毒、完成生物合成、生物转化等肝脏功能，打破上述恶性循环，稳定肝衰竭患者的内环境，为具有较强再生能力的肝细胞再生或为进一步肝移植而创造条件，争取宝贵时间。 

自1956年Sorrentnin首次提出“人工肝”的概念并开始研究至今，历经几十年研究，人工肝研究取得了很多成果。这些成果大致可分为两大类，一类为早期人工肝支持系统，该系统大多以解毒为主，部分兼有补充生物活性物质的作用；另一类为生物人工肝支持系统，由生物成分和合成材料组成，具有肝特异性解毒和生物合成及转化功能。生物人工肝是80年代后期出现的新型人工肝支持系统，它将肝细胞悬液、培养的肝细胞等与生物合成材料相结合组装成某种形式的系统，不仅具有肝特异性的解毒功能，而且还参与三大物质代谢、具有生物转化功能、可清除毒性物质、能分泌具有促进肝细胞生长活性的物质等。因此以培养肝细胞为基础的体外生物人工肝支持系统已成为目前研究的重点。 

理想的生物人工肝支架材料应具备以下功能：(1)支架材料应为三维多孔网络结构，孔的尺寸能够为肝细胞提供黏附场所，且孔间相互贯通，以便于营养物质和代谢产物的传递；(2)良好的生物相容性，有利于维持肝细胞正常分化、生长及增殖；(3)具有一定的生物力学性能，利于加工成所需的形状和结构，易于重复制备；(4)重要的一点是需要支架材料与细胞之间存在特异性反应，发挥特有的生物合成及转化功 能。现有的生物人工肝系统一般为传统的中空纤维人工肝，其存在一定的缺陷，因为肝细胞是贴壁型的细胞，一般贴壁生长才能有效的发挥其生理功能。而传统的中空纤维不利于管外腔的培养肝细胞生长，上述缺陷是目前生物人工肝治疗不能提高肝功能疗效的原因所在。 

壳聚糖分子结构类似于葡胺聚糖，其葡胺聚糖是肝脏细胞外基质的组成成分，肝细胞是一种依赖贴壁性细胞，其表面存在着ASGPRs受体，而半乳糖则是肝细胞表面ASGPRs的特异性受体，是肝细胞识别的相应位点并能产生特异性相互作用，半乳糖化壳聚糖支架材料有望成为一种具有良好应用前景的生物人工肝支架材料。 

发明内容

针对现有技术的生物人工肝支架材料现状与不足，本发明的目的旨在提供一种具有高的孔隙率结构，适合肝细胞生长的尺寸，良好的溶胀率，可控降解及出色的细胞相容性的生物人工肝用半乳糖化壳聚糖支架材料及其制备方法。 

可实现上述目的的生物人工肝支架材料，为经氧化海藻酸钠生物交联剂交联处理的半乳糖化壳聚糖生物材料，是在壳聚糖上接枝半乳糖，在细胞基质外引入肝细胞特异性相互作用位点的半乳糖化壳聚糖生物材料。该半乳糖化壳聚糖支架材料具有空间三维多孔结构，且孔道之间相互连通。 

作为生物人工肝用半乳糖化壳聚糖支架材料，即用氧化海藻酸钠生物交联剂交联处理的半乳糖化壳聚糖生物材料，其制备方法主要包括以下加工工序： 

1)将壳聚糖和乳糖酸按等摩尔比溶于pH 4.5～4.8四甲基乙二胺/盐酸混合溶液中，加入活性中间体在5～35℃下活化反应48～96小时制备半乳糖化壳聚糖，反应后用碱溶液调和至pH 7.0～7.2，过滤透析，冷冻干燥得到半乳糖化壳聚糖； 

2)将半乳糖化壳聚糖溶解于体积浓度1％～3％的乙酸溶液中，配制质量浓度为10mg/ml～30mg/ml的半乳糖化壳聚糖的乙酸溶液； 

3)将制得的氧化海藻酸钠溶解于超纯水中，制备质量浓度为10mg/ml～30mg/ml的氧化海藻酸钠水溶液； 

4)将步骤2)和3)中配制的溶液按半乳糖化壳聚糖与氧化海藻酸钠质量比为5∶1～2∶1的比例混合，交联反应10～240分钟，将其倒入模具中进行凝胶，冷冻干燥得到支架材料； 

5)将步骤4)制得的支架材料浸没在pH 8.0～9.0的氢氧化钠-乙醇水溶液12～24小时，除去残留的乙酸，再将其用乙醇水溶液洗涤至中性，二次冻干即获得氧化海藻酸钠交联的半乳糖化壳聚糖支架材料。