[发明专利]一种温度响应的壳聚糖溶液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种温度响应的壳聚糖溶液及其制备方法，为羟丁基壳聚糖、酸、盐、水等共同组成。其制备方法包括以下步骤，首先非均相制备羟丁基壳聚糖；其次，加入盐；最后，加入酸溶液，低温溶解得到温度响应的壳聚糖溶液。本发明的壳聚糖溶液，其低温下呈溶液状态，当温度升高，即可形成胶束乳浊液。通过羟丁基壳聚糖的浓度、盐浓度、酸浓度的改变均可以调节胶束乳浊液的透光性。该法制备的壳聚糖溶液在组织工程、药物递送系统、细胞培养和化妆品等方面可能具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种温度响应的壳聚糖溶液及其制备方法。

背景技术

壳聚糖是天然多糖中唯一的碱性多糖，广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业。羟丁基壳聚糖是壳聚糖的衍生物，具有水溶性和温度响应性。目前羟丁基壳聚糖主要有非均相制备和均相制备两种方法。其中非均相制备的羟丁基壳聚糖水溶液随温度变化可以实现溶液和凝胶的可逆转化，而均相制备的羟丁基壳聚糖水溶液随温度变化可以实现溶液和胶束的可逆转化。羟丁基壳聚糖的水溶性、生物相容性、温敏性等特性使得其在组织工程，术后预防粘连，药物输送和药物领域等多个领域中发挥着重要作用。(Biomacromolecules 2020,21,1351-1367)

目前，非均相制备的羟丁基壳聚糖已经产业化，国内已经有相关的医疗器械产品(京械注准20202140315，温敏型羟丁基壳聚糖护创敷料)。但是，非均相制备的羟丁基壳聚糖水溶液只能实现溶液和凝胶的转化，而均相制备的羟丁基壳聚糖需要较高浓度的碱、尿素，较长的反应时间，较多的三废产生，尚不适合产业化，在实际应用中受到了较多等限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度响应的壳聚糖溶液及其制备方法，该溶液在不同温度下，可以实现溶液和胶束的可逆转化；通过羟丁基壳聚糖的浓度、盐浓度、酸浓度的改变均可以调节胶束乳浊液的透光性。该法制备的壳聚糖水溶液在传感器、组织工程、药物递送系统、细胞培养和化妆品等方面具有广泛的应用前景。

根据本发明目的第一方面，本发明采用以下技术方案：

一种温度响应的壳聚糖溶液，其特征在由羟丁基壳聚糖、盐、酸、水等组成。该溶液在不同温度下，可以实现溶液和胶束的可逆转化；通过羟丁基壳聚糖的浓度、盐浓度、酸浓度的改变均可以调节胶束乳浊液的透光性。

根据本发明目的的另一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种以上所述的温度响应的壳聚糖溶液制备方法，以壳聚糖为原料，通过引入羟丁基基团合成了羟丁基壳聚糖，再将其溶解于酸性水溶液，随后加入盐，即得到一种温度响应的壳聚糖溶液，其具体步骤如下：(1)制备羟丁基壳聚糖HBC；(2)加入无机盐；(3)加入盐酸溶液，低温溶解后制备得到温度响应的壳聚糖溶液。

根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所述步骤(2)中无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化锂、醋酸钠、醋酸钾、醋酸锂等中的一种或几种。

进一步地，所述步骤(3)中酸性水溶液为盐酸、醋酸、硫酸、磷酸等中的一种或几种。

如何在商品化的非均相制备的羟丁基壳聚糖的基础上，开发易于调节的溶液和胶束转化的温度响应的壳聚糖溶液，是本发明所解决的关键问题。往非均相制备的羟丁基壳聚糖水溶液中加入盐、酸等离子，可以破环壳聚糖和水分子间的氢键，改变其在水中的溶解性，可以将原本伸展开的壳聚糖分子链收缩成团。因此，该羟丁基壳聚糖水溶液在不同的温度下可以具备溶液和胶束转化的特性。本发明的羟基丁基壳聚糖水溶液，在低温下呈透明溶液状态，当温度升高，即可形成胶束乳浊液。本方法制备的温度响应的壳聚糖溶液在组织工程、药物递送系统、细胞培养和化妆品等方面具有广泛的应用前景。

以下结合附图和实施例对本发明做出进一步说明。

附图说明