[发明专利]一种制备真菌高支化多糖-黄原胶水凝胶支架的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备真菌高支化多糖-黄原胶水凝胶支架的方法。属于天然高分子材料技术领域，这种真菌高支化多糖-黄原胶水凝胶三维贯通多孔支架可广泛应用于组织工程材料和生物医用材料及药物可控释放等行业。

背景技术

高分子水凝胶具有一定弹性、三维贯通多孔结构,适合模拟细胞外基质、提供适合细胞生长所需的三维微环境及细胞和细胞外基质之间的生物物理信号，维持细胞正常表型与生理功能。多糖是自然界中广泛存在的生物大分子，它参与细胞的各种生命活动而产生多种生物学功能，它与维持生命的种种生理机能有着密切联系。近年来，真菌多糖作为有生物活性的多糖的一个重要来源，已经引起了越来越多的关注。大量研究表明真菌多糖具有抗癌、保肝、免疫、抗凝血、降血糖、抗病毒和抗氧化等丰富的生物活性，在保健食品和药物新资源领域得到了广泛应用，因而成为一个非常活跃的研究领域。

真菌多糖来源丰富，有待进一步加强其研究和开发的深度和广度。虎奶菇是生长在热带和亚热带地区的一种食用菌。它有鲜美的味道和丰富的营养价值；对一些疾病，如哮喘、天花和高血压等有一定的药效；能促进胎儿发育，提高成活率。近年发现从虎奶菇中提取的多糖及其衍生物有抗肿瘤活性，对机体起免疫调节作用。从虎奶菇中提取的多糖具有高支化结构，该高支化多糖呈球形链构象，其外围有大量能进行功能化的羟基，它们可发生功能化反应或者与其周围物质发生相互作用。从材料的角度看，这些球形的、带有大量糖残基的多糖分子有利于与其他多糖或蛋白质发生多键合作用和团束效应。然而，虎奶菇高支化多糖水溶液黏度较低，不易于形成水凝胶。多糖可以与其他多糖或其他生物大分子通过氢键或离子间的静电引力进行物理交联，或通过直接化学交联，及化学修饰后交联形成水凝胶。

黄原胶是由D-葡聚糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸构成的“五糖重复单元”连接而成的线性水溶性天然多糖。以黄原胶为原料所制备的水凝胶亲水性强、无毒、可降解、生物相容性好，常用作高吸水性树脂、药物载体和微胶囊等，在生物医用领域具有广泛的应用前景。黄原胶生物大分子易于通过氢键形成双螺旋结构，这些双螺旋结构通过分子间作用力，如静电力、氢键以及链间缠结进一步形成网络状的物理交联水凝胶。然而，黄原胶物理水凝胶存在的问题是：易溶于水，耐水性及力学性能差，容易损坏。黄原胶侧链上的葡萄糖醛酸和丙酮酸基团及整个分子主链结构中的大量羟基，有利于黄原胶的化学修饰及改性。三偏磷酸钠是一种食品添加剂，具有水溶性且无毒，在生理温度（37℃）及弱碱性条件下，可用作酯化试剂与多糖上的羟基发生化学交联反应形成不溶于水且力学性能大大提高的水凝胶。黄原胶水凝胶刚性质脆，易碎，可通过在黄原胶分子网络中引入另一种聚合物形成互穿网络，借助强迫互溶和协同效应，从而进一步改善黄原胶水凝胶的力学性能。AlirezaShalviri等（CarbohydratePolymers,2010,79:898-907）以三偏磷酸钠为交联剂，制备淀粉/黄原胶互穿网络型水凝胶，其成膜性好并且可根据药物所带电荷对凝胶膜进行选择性渗透，可用作多种药物载体。基于以上分析，结合虎奶菇高支化多糖与黄原胶的优点，经三偏磷酸钠交联的复合多糖生物医用水凝胶支架材料的制备存在着极大的优势。该水凝胶不仅可提供维持细胞生长的微环境且具有特定的生物活性，从而有望应用于生物医学及组织工程领域。真菌高支化多糖-黄原胶水凝胶作为一种良好的支架材料，不仅仅取决于它的生物相容性及可生物降解性，更重要的是它的独特化学结构及生物活性等特性，因此优于合成高分子水凝胶或其他多糖水凝胶。真菌高支化多糖-黄原胶水凝胶在组织工程、药物控制释放、食品及营养物质载体等领域具有广阔的应用前景。