[发明专利]一种智能调控胰岛素释放的植物凝集素-多糖水凝胶及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种智能调控胰岛素释放的植物凝集素‑多糖水凝胶及其制备方法和应用。本发明以生物相容性以及降解性较好的天然多糖作为原料，通过与植物凝集素发生化学交联并在致孔剂的作用下制备得到具有多孔结构的植物凝集素‑多糖水凝胶。所述植物凝集素‑多糖水凝胶可用于负载胰岛素，从而制备得到可智能调控胰岛素释放的多糖水凝胶。本发明制备条件温和，使用原料安全，保持了植物凝集素对葡萄糖分子特异性结合的活性以及胰岛素的结构稳定性和生物活性，且工艺简单，使用设备及原料廉价易得。本发明制备的智能调控胰岛素释放的多糖水凝胶，可望作为一种胰岛素递送载体，用于智能调控释放胰岛素，在糖尿病治疗方面具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医药材料技术领域。更具体地，涉及一种智能调控胰岛素释放的植物凝集素-多糖水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

糖尿病是一种高发病率疾病，目前对于糖尿病的治疗主要依赖于每日多次皮下注射胰岛素，但是这种方法不能根据病人血糖水平智能调控胰岛素的释放，所以，需要多次注射胰岛素，然而过多的胰岛素会引发低血糖这一急性并发症，严重时甚至晕厥、休克；同时，长期注射胰岛素还会导致皮肤感染、皮下瘀血等问题。

智能材料近年来受到广泛的关注，也称环境响应材料，如葡萄糖智能材料是一种能对体内血糖浓度改变做出一定响应的材料，即它能够根据血糖的变化而及时释放胰岛素，从而使血糖维持在正常水平（4～6 mmol/L）。这种葡萄糖响应自调节体系，是治疗糖尿病的新型思路，其关键是负载胰岛素的载体以及根据血糖变化产生响应的开关。

目前，已经有几种比较成熟的葡萄糖响应自调节体系，如葡萄糖氧化酶系统以及苯硼酸基团体系等。然而，这些体系均存在一定的局限性，导致未能实现理想的给药效果。例如苯硼酸基团体系由于苯硼酸基团本身的pKa值约为8～9，因此限制了其在人体生理状态下的应用；葡萄糖氧化酶体系因不能直接接收葡萄糖浓度变化为信号而存在胰岛素释放响应滞后的问题。另外，专利号2007101786.6公开了一种葡萄糖响应型聚膦腈水凝胶及其制备方法，通过采用含葡萄糖侧基的聚膦腈与植物凝集素伴刀豆球蛋白A（ConcanavalinA，Con A）的相互作用，通过提高葡萄糖侧基的比例和选择合适的第二和第三取代基等手段可获得具有不同交联度和不同含水量的水凝胶体系。聚膦腈作为一种新型的可降解医用高分子材料，近年来被广泛使用，但是其降解产物并非都是无毒的，存在着一定的安全隐患；而且其制备工艺繁琐，原料复杂，许多剧烈的反应条件会影响植物凝集素对葡萄糖的活性，从而影响最终的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种智能调控胰岛素释放的植物凝集素-多糖水凝胶。所述水凝胶制备条件温和，使用天然多糖原料安全，保持了植物凝集素对葡萄糖分子特异性结合的活性以及胰岛素的结构稳定性和生物活性，且工艺简单，使用设备及原料廉价易得；同时，所述水凝胶可进一步制备智能调控胰岛素释放的药剂，在糖尿病治疗方面有一定的应用前景。

本发明的目的是提供一种智能调控胰岛素释放的植物凝集素-多糖水凝胶。

本发明的另一目的是提供所述植物凝集素-多糖水凝胶的制备方法。

本发明的再一目的是提供所述植物凝集素-多糖水凝胶的应用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种智能调控胰岛素释放植物凝集素-多糖水凝胶的制备方法，将多糖与酸酐反应，生成羧基化多糖衍生物；再将羧基化多糖衍生物滴加到植物凝集素中发生交联反应，得到植物凝集素-多糖水凝胶。

具体地，将多糖与酸酐反应，生成羧基化多糖衍生物；再将羧基化多糖衍生物滴加到植物凝集素中，在1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）的催化作用下发生交联反应，得到植物凝集素-多糖水凝胶。