[发明专利]一种透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料及组织工程技术领域，具体涉及一种透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶及其制备和应用。

背景技术

透明质酸(Hyaluronicacid，HA)是一种广泛存在于细胞外基质中的线性多糖，含有两个交替单元β-1,4-D-葡萄糖醛酸和β-1,3-N-乙酰基-D-葡萄糖胺，因其非抗原性和生物相容性的优点而被广泛使用。它能通过减少炎症、组织粘连和瘢痕的形成来促进创伤修复。透明质酸还有着独特的流变性能，原因是它的聚合长链会形成无规则的卷曲，分子受缠结作用的影响而凝胶化。已有的研究中，透明质酸有被制成导管或导管填充物用来治疗外周神经和脊髓损伤的；有被制成膜用于神经修复的，其与羧甲基纤维素的复合膜可以抑制瘢痕形成并促进轴突再生。但传统的透明质酸水凝胶是由透明质酸大分子无规交联形成的本体胶，存在力学性能低、不能对生物活性分子进行控制释放等缺点，在组织工程应用中受到了很大的限制。

为了克服这些缺点，近年来人们通过掺杂无机微米/纳米颗粒(如粘土)、疏水性聚合物微米/纳米粒子(如聚N,N-二甲基丙烯酰胺)等方法来提高透明质酸水凝胶的力学性能。无机纳米颗粒和疏水性聚合物微纳米颗粒可有效增强透明质酸水凝胶，但在人体中不能降解或降解性能差，同时存在生物相容性问题，对细胞有一定的毒害作用。此外，该体系也缺乏结合以及控制释放生长因子的功能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶及其制备和应用，具体技术方案如下：

一种透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶，由甲基纤维素和透明质酸组成，两者的质量比为(5～11):1；所述复合水凝胶具有交联网络结构，孔径为30μm～100μm。

如上所述的透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶的制备方法，具体步骤如下：

(1)在搅拌条件下，将第一份人工脑脊液加入锥形瓶中，加热，并向其中加入氯化钠；待完全溶解后，加入甲基纤维素，继续加热；甲基纤维素粉末分散均匀并完全润湿后，取出锥形瓶，加入第二份人工脑脊液，置于冰盐浴中，搅拌，得到甲基纤维素溶液，冷藏过夜；

(2)至少15h后，向甲基纤维素溶液中加入透明质酸，搅拌溶解，向其中加入交联剂；待体系混合均匀后，用NaOH溶液将pH调节为7.4，继续搅拌2h，得到凝胶状物质；将该物质冷藏过夜，并对其进行冷冻干燥，得到透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶。

所述交联剂为己二酸二酰肼或者聚乙二醇。

甲基纤维素、氯化钠、透明质酸的质量之比依次为(5～11)：4：1。

步骤(1)中，所述冰盐浴的温度为-4℃，在冰盐浴中的搅拌时间为40min；第一份人工脑脊液的加热温度为80～90℃。

步骤(2)中，缓慢分次加入透明质酸，以使透明质酸在甲基纤维素溶液中分散更均匀。所述NaOH溶液的浓度为1mol/L。所述冷冻干燥为真空冷冻干燥，预冻时间为24h，真空冷冻干燥时间为24～48h。

步骤(1)和步骤(2)中，搅拌时的转速均为200rpm～300rpm，冷藏过夜的温度均为4℃。

如上所述的透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶在软组织修复方面的应用。

所述透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶的凝胶温度低于37℃，触变环面积小，具有可注射性。在三周内，所述透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶的降解速率不断变小，三周的总降解率为40～70％。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过将具有温敏特性、生物相容性良好、体内降解较缓慢的甲基纤维素与透明质酸分子通过聚乙二醇进行物理交联反应，得到透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶。所述复合水凝胶具有空间网络状结构，通过控制甲基纤维素以及盐类添加剂的浓度，既可以实现透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶在体温下成胶的功能，提高力学性能，又能对生物活性分子进行控制释放，延长凝胶的体内留存时间，有利于类似于神经组织的软组织的再生修复，具有广阔的应用前景。

(2)透明质酸和甲基纤维素均为来源于生物自身的聚合物，因两者均具有天然的生物相容性和非抗原性，两者的复合物具备可注射性，在一定温度下能够快速凝胶，且互补之下复合水凝胶的生物降解性将更加优越。

(3)本发明所述的制备方法制备工艺简单，重复性好，适合批量生产。

附图说明

图1为实施例1中透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶的形貌图。

图2为实施例1中透明质酸-甲基纤维素复合水凝胶的G’(T)和G”(T)曲线。