[发明专利]一种具有弹性的多孔壳聚糖海绵的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有弹性的多孔壳聚糖海绵的制备方法，属于生物医用材料、组织工程材料制备技术领域。 

背景技术

壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰化作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子材料的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展，特别是在组织工程多孔支架材料领域也得到了广泛的应用。理想的支架材料应当具有以下特征：(1)有良好的生物相容性，无明显炎症反应、免疫反应和细胞毒性。(2)材料与组织细胞间有良好的界面关系，有利于细胞的黏附、铺展和繁殖等功能。(3)材料便于加工成为在分子水平、宏观水平上理想的二维、三维空间结构，在移植后能保持原来的形态，且具有生物可降解性和适宜的降解速率，即在体外以及植入体内后的降解和吸收速度与细胞组织生长的速度相匹配。(4)材料可为生长因子的储存和释放及细胞的锚定提供适当的三维位点。(5)具有组织器官所要求的生物力学强度，材料不会在患者活动中塌陷、撕裂、破溃。壳聚糖可生物降解、生物相容性好、无刺激性、无免疫原性、无热原反应、具有抗菌活性及无毒副作用，成本低廉，且冻干法制备的壳聚糖海绵具有一定的生物力学强度，是制备组织工程多孔支架材料的良好的生物高分子材料。 

通过冷冻干燥法制备而成的壳聚糖水凝胶或海绵，广泛的应用于医用敷料和组织工程领域中。传统的壳聚糖海绵需经历二次冷冻干燥过程，这主要是因为壳聚糖在第一次冷冻干燥后还残留稀醋酸溶剂，需要用碱液中和后进行第二次冷冻干燥，否则得到的壳聚糖海绵在水中会部分溶解。但泡碱后壳聚糖海绵容易发生塌陷，体积缩小，影响了壳聚糖海绵的多孔性，且这种海绵不具有弹性。如中国专利CN101979104A报道了一种多孔壳聚糖海绵支架，制作方法是将壳聚糖醋酸溶液预冻后进行冷冻干燥，再加入碱液NaOH做水化处理，然后进行第二次冷冻干燥得到多孔壳聚糖海绵。进行NaOH水化处理不仅会对环境造成污染，还会导致壳聚糖海绵发生塌陷，体积缩小，影响其多孔性。 

为了提高壳聚糖海绵的多孔性，有文献采用在壳聚糖溶液中直接添加交联剂的方法。如Mao等(Chinese Journal Biomedical Engineering,2001,10(2):66-69)用戊二醛交联壳聚糖和明胶的酸性水溶液得到壳聚糖-明胶复合聚合物水凝胶，利用其中的水作为致孔剂，通过控制预 冻过程的传热模式制备出多孔海绵支架。该方法在制备过程中加入了有毒性的戊二醛作交联剂，因此这种多孔支架在临床应用上受到了限制。中国专利CN102504328A报道了一种以壳聚糖为原料，正戊醇和水作为致孔剂，戊二醛作交联剂，采用微波炉对其进行微波辐射处理，利用微波辐射产生热效应使壳聚糖多孔支架发生交联，最终得到壳聚糖多孔支架。其制备过程较繁琐，同时也加入了有毒性的戊二醛作交联剂。C.Wischke等(Journal of Materials Chemistry B,2014,21(2):3315-3323)在制作壳聚糖海绵支架时加入了3％的京尼平作为交联剂，通过二次冷冻干燥方法制备了在水合作用下具有形状记忆功能的壳聚糖海绵支架。该方法所选用的交联剂京尼平价格昂贵，所得到的样品只有在水合作用下才具有形状恢复的功能，应用较窄。到目前为止，还未见有关于具有弹性的多孔壳聚糖海绵的报道。 

发明内容

本发明的主要目的是解决目前壳聚糖海绵不具有弹性的技术难题，提供一种具有弹性的多孔壳聚糖海绵的制备方法。 

本发明解决上述技术问题采用如下技术方案：一种具有弹性的多孔壳聚糖海绵的制备方法，包括以下步骤：将脂肪醛溶于无水乙醇中，配成0.015～0.2mol/L的交联剂溶液，然后把空白壳聚糖海绵浸泡在交联剂溶液中，交联反应后取出壳聚糖海绵，用无水乙醇反复清洗数次，将表面残余的交联剂清洗干净，室温下自然风干，即得到具有弹性的多孔壳聚糖海绵。 

按上述方案，空白壳聚糖海绵的制备方法：将壳聚糖粉末溶解在1％(v/v)的醋酸溶液中，制备得到1.0％～3.0％(w/v)的壳聚糖醋酸溶液(即每100mL浓度为1％的醋酸溶液中，溶解有1.0～3.0g的壳聚糖)，然后倒入模具中，进行预冷冻、冷冻干燥即得空白的壳聚糖海绵。 

按上述方案，所述的壳聚糖粉末脱乙酰度为70％～100％，粘度为100～200cp·s。