[发明专利]一种索拉胶多糖基阳离子高分子水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种索拉胶多糖基阳离子高分子水凝胶及其制备方法。本发明以索拉胶多糖为基体，通过将N,N,N‑三甲基‑3‑(2‑甲基烯丙酰氨基)‑1‑氯化丙铵接枝和交联在索拉胶多糖上，得到一种交联结构的，超大孔的，高吸水能力的阳离子水凝胶。本发明方法制备得到的水凝胶具有大孔结构，高吸水性，优异的亲水性以及良好的生物相容性，同时可以吸附大量的药物，相比于现有的索拉胶多糖/聚N,N‑二乙基丙烯酰胺水凝胶，其载药量高出数倍，在药物释放、组织工程、材料学等方面应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种高分子水凝胶，具体涉及一种索拉胶多糖基阳离子高分子水凝胶及其制备方法，属于材料学及生物医学领域。

背景技术

水凝胶是一种分散在水中的三维亲水性高分子，由于化学或物理的交联作用，水凝胶在水中溶胀而不会溶解。超高的水含量造就了水凝胶良好的生物相容性，这使得它在生物医学领域存在巨大潜力。因为水凝胶与药物分子之间的主客体相互作用，水凝胶在药物输送领域的研究日益广泛。

索拉胶多糖(Cas.No.1439905-58-4)是由菌株Agrobacterium sp.ZX09分泌产生的水溶性胞外多糖。索拉胶易于从发酵液中提取，制备方法具有效率高成本低的优点，目前已经能够大规模的生产。索拉胶是一种线性的(1→3)-β-D-葡聚糖，分子中的吡喃葡聚糖主要以β构型链接，其中含有少量的α构型(Carbohydrate Polymers,2010,82,623–628)。作为一种新颖的微生物β-葡聚糖，索拉胶具有独特的理化性质，其分子中含有的大量羟基可以进行改性，拓宽了它在化学化工领域的使用范围。索拉胶具有极佳的流变性能以及生物活性，包括抗氧化性以及食用安全性，能够在食品领域用作食物添加剂而使用，也能够在医药行业作为治疗以及预防便秘的药物而使用(Food and Chemical Toxicology,2011,49,2377–2384)。然而索拉胶多糖由于其线性的分子结构，在水中依然可以溶解，限制了它在药物载体方面的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种索拉胶多糖基阳离子高分子水凝胶及其制备方法，通过将N,N,N-三甲基-3-(2-甲基烯丙酰氨基)-1-氯化丙铵(MAPTAC)接枝和交联在索拉胶多糖上，制备出一种低毒性，高效的药物吸附和输送载体。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种索拉胶多糖基阳离子高分子水凝胶的制备方法，具体步骤如下：

在索拉胶多糖溶液中加入过硫酸铵引发剂，加热到60～80℃，通入保护气体，加入质量浓度为50％的N,N,N-三甲基-3-(2-甲基烯丙酰氨基)-1-氯化丙铵溶液，搅拌均匀后加入交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)，搅拌混合均匀后进行聚合反应，得到索拉胶多糖基阳离子水凝胶，所述的索拉胶多糖与N,N,N-三甲基-3-(2-甲基烯丙酰氨基)-1-氯化丙铵的质量比为1:10～50。

优选地，N,N,N-三甲基-3-(2-甲基烯丙酰氨基)-1-氯化丙铵与交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为1：0.08～0.16。

本发明的索拉胶多糖基阳离子高分子水凝胶具有优异的亲水性以及良好的生物相容性，同时可以吸附大量的药物，相比于现有的索拉胶多糖/聚N,N-二乙基丙烯酰胺水凝胶，其载药量高出数倍。

附图说明

图1为索拉胶多糖基阳离子水凝胶的X射线衍射图(a)、红外光谱(b)和热重曲线(c)。

图2为索拉胶多糖基阳离子水凝胶的照片以及扫描电子显微镜图。

图3为实施例1～7制备的索拉胶多糖基阳离子水凝胶的吸水率结果图。

图4为实施例1～7制备的索拉胶多糖基阳离子水凝胶的进行的MTT法细胞毒性测试结果图。