[发明专利]功能化氨基酸、制备方法及由其制得的功能化氨基酸水凝胶

说明书

本发明涉及功能化氨基酸、制备方法及由其制得的功能化氨基酸水凝胶。制备方法包括如下步骤：S1、合成聚氨基酸aPEG‑PELG₁₃；S2、合成功能化聚氨基酸aPEG‑PELG‑KGN。本发明提供的制备方法可将KGN这一小分子化合连接到聚氨基酸上，制得修饰有KGN的功能化聚氨基酸。采用上述聚氨基酸可以在33℃左右形成稳定的凝胶，因此便于在低温状态和细胞混合并用于体内注射。此外，采用本发明提供的功能化聚氨基酸所形成的凝胶具有良好的生物可降解性；对于包裹其中的间充质干细胞能够促进细胞增殖，以及向软骨细胞分化。

技术领域

本发明涉及医药材料技术领域，尤其涉及功能化氨基酸、制备方法及由其制得的功能化氨基酸水凝胶。

背景技术

聚氨基酸因其具有规整的二级结构、良好的生物相容性和生物可降解性，在药物控制释放、组织工程、生物粘附、抗菌材料和免疫调节等领域具有广阔的应用前景。它一种优异的药物控制释放载体，通常以水凝胶的形式发挥药物控制释放载体的作用。

Kartogenin(即KGN)，其分子式为C₂₀H₁₅NO₃，是一种具有极强的促进骨分化能力的小分子化合物，能有效地促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化。它可明显抑制白介素1β(interleukir 1β，1L-1β)引起的细胞外质和蛋白聚糖的减少，同时对于促进软骨细胞分泌物lubricin的分泌与转化生长因子β1(transforming growth factorβ1，TGF-β1)、骨形态发生蛋白7(bone morphogenetic 7，BMP-7)具有协同作用，还能促进腱骨连接处形成软骨组织。

目前，还未见将KGN与聚氨基酸结合应用的相关报道。若是能够提供一种制备方法，将KGN修饰到聚氨基酸上，则可同时扩展KGN和聚氨基酸凝胶载体相关领域的应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中缺乏将KGN修饰到聚氨基酸上的制备技术，本发明提供了一种制备方法，利用该制备方法制得的功能化聚氨基酸连接有KGN，它可以在33℃左右形成稳定的凝胶，因此便于在低温状态和细胞混合并用于体内注射。此外，采用本发明提供的功能化聚氨基酸所形成的凝胶具有良好的生物可降解性；对于包裹其中的细胞能够促进细胞增殖，以及向软骨细胞分化。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种功能化聚氨基酸的制备方法，包括如下步骤：

S1、合成聚氨基酸aPEG-PELG₁₃：

合成端氨基烯丙基聚乙二醇：aPEG-NH₂；

将aPEG-NH₂作为引发剂引发γ-乙基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐开环聚合得到烯丙基聚乙二醇-聚(γ-乙基-L-谷氨酸酯)嵌段共聚物，即聚氨基酸aPEG-PELG₁₃；

S2、合成功能化聚氨基酸aPEG-PELG-KGN：

将aPEG-PELG₁₃和Kartogenin分别溶于N,N-二甲基甲酰胺中，配制得到聚氨基酸溶液和KGN溶液，将KGN溶液经EDC/NHS活化，然后在冰水浴中滴加到聚氨基酸溶液中，并进行搅拌，在聚氨基酸一端修饰上KGN，得到功能化聚氨基酸aPEG-PELG-KGN。

优选地，本发明提供的制备方法还包括S3：合成功能化聚氨基酸RGD-PEG-PELG-KGN，所述S3包括如下步骤：