[发明专利]一种胶原疏水改性剂及其制备方法和对胶原进行改性的方法

说明书

本发明公开了一种胶原疏水改性剂及其制备方法和对胶原进行改性的方法。该胶原疏水改性剂的制备方法：将硫代NHS和二环己基碳二亚胺依次加入至脂肪酸溶液中，搅拌混匀后，室温反应2～24h，反应结束后过滤，收集滤液，然后加入有机试剂静置2～48h，沉淀析出后过滤收集并干燥固相产物即可。本发明制备得到的胶原疏水改性剂能够有效的提高胶原和电纺胶原纤维的结构稳定性和疏水性。

技术领域

本发明属于胶原改性技术领域，具体涉及一种胶原疏水改性剂及其制备方法和对胶原进行改性的方法。

背景技术

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最重要的方法之一，静电纺纤维具有直径可控、比表面积大、孔隙率高等特点，能满足组织工程支架对纤维尺寸及其空间结构的要求。近年来，胶原基电纺纳米纤维材料吸引了世界各国研究者的极大兴趣。然而，目前关于胶原电纺的报道大多涉及胶原变性现象，如胶原三股螺旋构象丧失、胶原的变性温度及相对分子质量降低、电纺胶原纤维因胶原变性而溶于水，这些现象主要归因于有机溶剂、温度和剪切力对胶原的三重变性作用。因而，传统的胶原电纺须在电纺后期用戊二醛等对电纺胶原支架进行交联改性以增强其耐水性与机械稳定性，但是后续交联改性容易导致胶原支架变形、孔隙率及孔体积减少，甚至纳米纤维形貌缺失。由此可见，从源头减轻电纺对胶原的变性作用显得尤为紧迫。另一方面，选择环境友好且对胶原具有良好静电可纺性的水性电纺溶剂是大势所趋，但是由于水的表面张力过高而难以形成射流，限制了水性溶剂体系在胶原电纺的应用。

根据疏水缔合聚合物理论以及疏水作用对胶原稳定性的贡献，通过疏水改性增强胶原分子的疏水缔合作用，能够赋予胶原良好的耐溶剂、耐温和耐剪切性能，而且疏水改性胶原因其聚两性电解质性质能在乙酸钠/乙酸缓冲液或高浓度乙酸水溶液中保持良好的溶解性。此外，疏水改性不仅能降低乙酸溶液表面张力，也能增加胶原的相对分子质量以及分子间的疏水相互作用，这些都有利于胶原分子链缠结，进而提高其静电可纺性。可见，疏水改性可作为增强胶原的结构稳定性与静电可纺性的有效手段。但是，目前的胶原疏水改性剂(酸酐、酰氯、脂肪醛等)存在固/液反应不均匀、难以控制，有机溶剂易引入毒性，改性效率低等问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种胶原疏水改性剂及其制备方法和对胶原进行改性的方法，本发明通过疏水改性同步增强胶原的结构稳定性与静电可纺性，以期从根本上减轻溶剂、温度和剪切力对胶原的三重变性作用，避免电纺后期交联改性对纤维纳米结构的破坏，并促进水性溶剂在胶原电纺中的应用。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种胶原疏水改性剂脂肪酸-硫代N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯，该脂肪酸-硫代NHS酯的化学结构式为：

其中，R为C₄～C₁₈的烷基链。

进一步地，脂肪酸-硫代NHS酯的化学结构式为：

其中，R为C₈的烷基链。

进一步地，脂肪酸-硫代NHS酯的化学结构式为：

其中，R为C₁₂的烷基链。

一种制备上述胶原疏水改性剂的方法，将硫代NHS和二环己基碳二亚胺依次加入至脂肪酸溶液中，搅拌混匀后，室温反应2～24h，反应结束后过滤，收集滤液，然后加入有机试剂静置2～48h，过滤收集并干燥沉淀析出的固相产物即可；

其中，硫代NHS、二环己基碳二亚胺和脂肪酸的重量比为0.5～20:0.5～30:0.1～10。

进一步地，脂肪酸为碳原子个数为4～18个的脂肪酸。

进一步地，有机试剂为乙酸乙酯。