[发明专利]一种角蛋白基双敏感高分子凝胶的制备及作为药物载体的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种角蛋白基高分子复合材料的制备，尤其涉及一种角蛋白/聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚衣康酸复合双敏感凝胶的制备；本发明同时还涉及该角蛋白/聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚衣康酸复合双敏感高分子凝胶作为药物载体的应用，属于复合材料领域与生物医用材料领域。

背景技术

随着科技的进步，药物控制释放体系的研究已引起人们越来越广泛的重视。通过高分子药物控制释放体系，使药物在载体系统中达到时间或空间上的控制释放，保持药物在血液中对疾病治疗所需的最适浓度，避免常规给药中，血药浓度偏高时中毒、低时治疗无效的问题。作为药物载体的生物材料，应当具有很好的生物相容性和降解性能。目前用于医药领域具有生物相容性和可生物降解的的高分子载体材料主要以合成的聚合物体系和天然大分子体系为主。

角蛋白是外胚层细胞的结构蛋白，广泛存在于生物体的组织结构中，包括动物皮肤以及皮肤的衍生物：发、毛、鳞、羽、甲、蹄、角、爪、喙等。角蛋白作为一种天然高分子，不仅来源丰富、价格低廉，且具有可降解、生物相容、热稳定性等优良性能。角蛋白已被广泛应用于饲料和纺织业中，也有很多利用角蛋白开发表面活性剂、絮凝剂、氨基酸产品、系列保健品和化妆品等的研究。角蛋白链之间的二硫桥（-S-S-）使其具有刚性结构，也使得角蛋白的消化与降解相当困难。因此，未经改性的角蛋白难以广泛使用。近年来的研究发现，通过改性、复合等方法，可将角蛋白作为生物材料使用。

发明内容

本发明目的是提供一种角蛋白基双敏感高分子凝胶及制备方法；

本发明另一目的是提供该角蛋白基双敏感高分子凝胶作为药物载体在药物控制释放中的应用。

一、角蛋白基双敏感高分子凝胶的制备

（1）角蛋白温敏性高分子凝胶的制备：惰性气体保护下，将0.1～2 g羽毛角蛋白分散于5～80 mL尿素溶液或稀碱溶液中，加入4～100 mg还原剂，升温至65℃，搅拌20～60 min；加入0.2～4 g温敏性单体、50～700 mg交联剂并混合均匀；加入30～300 mg引发剂I，搅拌5～30 min；再加入30～300 mg引发剂II，密封后于40～70℃水浴反应6～36 h，产物分别用乙醇、蒸馏水洗涤，除去杂质，冷冻干燥，得到角蛋白温敏性高分子凝胶—角蛋白/聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。

羽毛角蛋白从废弃家禽羽毛中提取，具体提取工艺及性能见专利ZL200810150653.2。

所述尿素溶液或稀碱溶液的（如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等）浓度0.8～8 mol/L。

所述温敏性单体为N-异丙基丙烯酰胺或N,N-二乙基丙烯酰胺。

所述还原剂采用二硫苏糖醇或巯基乙醇。

所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。

所述引发剂I为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂II为亚硫酸氢钠。

（2）角蛋白基双敏感高分子凝胶的合成：取上述制备的角蛋白温敏性高分子凝胶0.2～3 g，浸于5～50 mL含有1.0～10 g酸敏性单体和50～700 mg交联剂的溶液中，使角蛋白温敏性高分子凝胶充分溶胀；然后在惰性气体保护下，加入0.1～1 g引发剂III，密封后于40～80℃的水浴中反应6～36 h，制得角蛋白基双敏感高分子水凝胶；分别用乙醇、蒸馏水洗涤，除去未反应的单体和杂质，冷冻干燥，得角蛋白基双敏感高分子干凝胶—角蛋白/聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚衣康酸双敏感水凝胶。

所述酸敏性单体为衣康酸；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；引发剂 为过硫酸铵或过硫酸钾；惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳气体。

二、角蛋白复合双敏感聚合物凝胶的结构表征

1、宏观形貌

图1为本发明制备的角蛋白基双敏感高分子凝胶冷冻干燥后的宏观形貌。从图1可以看出，该双敏感高分子凝胶为不均一的多孔结构。

2、红外图谱

图2为角蛋白基双敏感高分子凝胶冷冻干燥后的红外吸收光谱图。从图2中可知，在1650 cm^-1、1528 cm^-1、1232 cm^-1附近出现了蛋白的特征吸收峰（酰胺I、II、III带）；在582 cm^-1处为角蛋白中二硫键（S-S）的伸缩振动吸收峰；在1700 cm^-1附近出现了聚衣康酸中C=O的伸缩振动吸收峰。说明羽毛角蛋白与衣康酸有效复合。

3、热重分析