[发明专利]一种β‑环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种水凝胶的制备方法，尤其涉及一种β-环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法。

【背景技术】

水凝胶是一种具有网状交联结构的亲水聚合物，作为一种功能性高分子材料，在药物释放体系领域显示了良好的应用前景。水凝胶通过化学交联或者物理作用力，使亲水性高分子链形成网络结构，将药物包裹在网络中，通过药物与交联网络之间的作用力，或者交联网络自身在特定条件下的收缩松弛，达到控制释放药物的目的。但是，水凝胶基体主要是亲水性的，在药物控释领域主要应用于亲水性药物，对疏水性药物的控释很难发挥作用。

壳聚糖是自然界广泛存在的物质，是几丁质部分或全部经脱乙酰作用生成的阳离子聚合物，具有无毒性、抗菌性、保湿性和生物相容性等特点，容易转变成凝胶，因此，壳聚糖水凝胶被广泛应用于医药、生物等领域，是一种很好的生物材料，也是药物输送的常用载体。

环糊精(cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextringlycosyltransferase，CGTase)的作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，由6-12个D-型吡喃葡萄糖通过α-1，4糖苷键首尾相连而成，为圆锥状筒形。最常见的有α-环糊精(α-CD)、β-环糊精(β-CD)、γ-环糊精(γ-CD)，相对应地由6、7、8个吡喃葡萄糖形成，锥腔外存在大量羟基而呈亲水性，锥腔内表面糖苷键上的氧原子被C3和C5上氢原子所覆盖，表现出疏水性。这种疏水的空腔能识别许多带有疏水基团的化合物并与之形成主客体包合物。包合物是由主分子和客分子两种组分加合组成，主分子具有较大的空腔，足以将客分子容纳在内，形成分子囊，包合物不仅可以提高疏水性药物在水中的溶解度，还可以增加药物的稳定性。

因此，如何更好的利用环糊精的上述功能获得更好的功能材料成为本领域亟待解决的问题之一。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种β-环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶，具体为马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶，该水凝胶具有良好的生物相容性。

其中马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶的结构式如下：

本发明的另一目的是提供所述的马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)β-CD的精制

对β-CD重结晶，得到纯度为99.9％以上的β-CD晶体；

(2)马来酸酐改性β-CD的制备

称取马来酸酐和步骤(1)的β-CD晶体，加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中，向烧瓶内加入溶剂A，将烧瓶置于多功能超声波萃取器中，恒温超声反应4-7h，其中超声过程分为三个阶段，第一阶段，超声频率为25KHz，超声时间为1-2h，第二阶段，超声频率为35KHz，超声时间为2-3h，第三阶段，超声频率为45KHz，超声时间为1-2h。取三个洁净反应器，分别为1号、2号、3号，每个反应器内均装有二氯甲烷或者三氯甲烷，超声过程第一阶段结束后，将三口烧瓶与1号反应器之间用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，构成一个循环系统，将三口烧瓶中的液体泵入1号反应器，1号反应器内立即生成白色絮状沉淀，静置10-15min，将1号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第二阶段超声反应；第二阶段结束后，将三口烧瓶与2号反应器用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，并将液体泵入2号反应器，静置10-20min，将2号反应器中上层液体泵回三口烧瓶开始第三阶段超声反应；第三阶段结束后，将三口烧瓶与3号反应器用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，并将液体泵入3号反应器，又有沉淀生成，静置20min，不再有液体在3号反应器上层，因此，不需再泵回三口烧瓶。超声过程结束后，将三个反应器中的沉淀混合、过滤，用丙酮洗涤三次，真空干燥，得白色粉末，此粉末经傅里叶红外光谱(附图2)和核磁共振氢谱(附图3)表征，证实为马来酸酐改性的β-CD。

(3)马来酸酐改性的β-CD与羟丙基壳聚糖反应制备水凝胶