[发明专利]一类苯硼酸或其衍生物改性的多糖及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类苯硼酸或其衍生物改性的多糖及其制备方法，将富含羟基的水溶性多糖或其衍生物与水不溶性的带有卤素基团的苯硼酸或其衍生物通过相转移催化的方法，获得经醚键修饰的苯硼酸改性多糖。本发明利用苯硼酸基团可以与细胞表面的唾液酸残基发生特异性相互作用的特性，制备得到具有更好的细胞粘附性的苯硼酸基团共价修饰的多糖，拓展了多糖在细胞支架材料中的应用。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一类苯硼酸或其衍生物改性的多糖及其制备方法和应用。

技术背景

生物医用高分子材料，是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织或器官或增进其功能的一类高技术新材料，是在材料科学、材料化学、材料物理学等领域和生物学、医学、药学等学科之间形成的交叉性边缘学科，成为了各国科学家进行研究和开发的热点。生物医用高分子材料是一种聚合物材料，主要用于制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械。按照来源的不同，生物医用高分子材料可以分为天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然生物高分子材料是自然界形成的高分子材料，如纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等。合成生物高分子材料有合聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。按照材料的性质，生物医用高分子材料可以分为非降解材料和降解材料。随着科学技术的不断发展，人们对生物医用高分子材料的浸湿性、粘附性、吸附性、渗透性、选择性和生物相容性等提出了更高的要求，对生物医用高分子材料进行改性从而提高其性能成为人们高度关注且亟待解决的重大课题。

细胞膜上的多聚糖(如糖蛋白、糖脂等)在细胞的相互识别中起着十分重要的作用。例如,卵细胞的受精、胚胎的发育、免疫反应、炎症的发生、癌症的产生和转移等一系列重要的生理和病理过程中，细胞膜上的糖基都扮演着关键性的角色。苯硼酸化合物对细胞膜上的糖类分子有较好的结合和识别能力，人们将其与高分子聚合物的活性侧基进行键接，以改善高分子聚合物的生物性能。文献From Solutions to Surfaces:A NovelMolecular Imprinting Method Based on the onformational Changes of Boronic-Acid-Appended Poly(L-lysine).(Friggeri,Kobayashi H.,Shinkai S.,and ReinhoudtD.A.,Angew.Chem.,Int.Ed.2001,40:4729-4731.)利用酰胺化反应在聚赖氨酸的侧氨基上连接苯硼酸基。文献Glucose-Sensing Electrode Coated with Polymer Complex GelContaining Phenylboronic Acid.(Kikuchi A.,Suzuki K.,Okabayashi O.,Hoshino H.,Kataoka K.,Sakurai Y.,Okano T.,Anal Chem 1996,68:823-828.)公开了在聚乙烯醇侧基修饰带氨基的苯硼酸。中国专利CN101597349A公开一种苯硼酸修饰的阳离子聚合物，将带有活性基团的苯硼酸和阳离子聚合物溶于甲醇或N，N-二甲基甲酰胺中，在20～60℃反应2～48小时得到苯硼酸修饰的阳离子聚合物。该专利利用利用苯硼酸上的活性基团卤代烷基、醛基、酰卤基、酸酐基或酯基与阳离子聚合物如聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺、多聚胺、聚酰胺-胺树形分子、碱性氨基酸聚合物、碱性氨基酸与其他氨基酸的共聚物或壳聚糖中的氨基发生反应，得到苯硼酸修饰的阳离子聚合物。阳离子聚合物作为生物大分子载体材料的一种，其应用非常有限，而且上述修饰方法必须在有机溶剂中进行，无法用于不溶于有机溶剂的生物医用高分子化合物的修饰。由于苯硼酸衍生物大多不溶于水，或水溶性不高，这导致无法用于水溶而有机溶剂不溶的生物医用高分子化合物的修饰，现有技术下很难得到苯硼酸改性水溶性高分子材料。限制了这类材料的开发。

发明内容