在具自由羥基多糖類化合物引入醛基的溫和方法技術

本發明專利技術公開了在具自由羥基的多糖類化合物引入醛基的方法，包括將具自由羥基的多糖類化合物溶解于水性溶劑中，加入酰胺化反應催化劑和1-氨基-3，3二乙氧基丙烷，反應；將反應產物沉淀，純化、干燥，得到中間產物；將中間產物溶解，醛化，得到帶有醛基的多糖類化合物。本發明專利技術方法，反應條件溫和，不會破壞多糖的原始結構，可以高效地在具自由羥基多糖類化合物上引入醛基，得到改性多糖類化合物，改性多糖類化合物可以通過希夫堿與其他高分子材料在溫和條件下反應，共價交聯形成水凝膠，具有非常廣泛的應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種多糖的修飾方法，特別涉及一種在具有自由羥基的多糖類化合物 上引入醛基的溫和方法。
技術介紹
老年性關節病、關節內疾病及關節損傷常致關節軟骨退變或缺損，常導致關節疼 痛及關節功能的喪失。由于沒有血管及神經支配，軟骨組織自我修復功能差。由于軟骨細 胞的缺乏，軟骨基質形成的能力有限，所以軟骨組織再生困難。在沒有特別處理治療的情況 下，軟骨缺損常常由纖維軟骨組織來修復，而這種軟骨的功能與透明軟骨的功能是差別挺 大的。由于組織工程的理念的應用，目前合成的生物組織工程材料致力于修復組織損傷及 缺損，并改善組織功能。近上來，各種各樣的生物相容性生物材料被用于軟骨缺損修復，并 且應用干細胞與生物材料相結合促進軟骨生成。當把干細胞種植于3D環境時，細胞活性得 以很好的保持。而當細胞脫離3D環境時，它們將快速去分化，喪失細胞表型及蛋白合成功 能。合成的水凝膠是具有特定的組織化學特性的組織工程生物學支架，可以作為一個研究 干細胞分化，細胞間的相互關系及細胞與基質間關系的好的模型。 在軟骨修復過程中，應用非侵入性方法將干細胞及活性分子置入于軟骨缺損是 非常受歡迎的。可注射性水凝膠，因為其能形成各種不同形狀而適用于各種不規則軟骨缺 損，可以將各種需要成份移植于需要部位，而不需要開放手術。同時水凝膠可塑性強，并且 應用方便，可以在微創的情況下用于充填不同類型的軟骨缺損。水凝膠能維持細胞原始的 圓形形狀，包裹細胞，傳遞生物機械負荷，他們擁有孔隙結構，有利于營養及廢棄物的轉運。 天然多糖的安全性高，通過對其改性，將其中的部分羥基轉化為醛基，可以與其他 的天然改性材料在體內的溫和條件下，發生化學交聯，形成穩定性較好的水溶膠。如MA實 驗組專利技術了可注射性中空納米纖維星形球狀PLA聚合物作為軟骨細胞載體用修復軟骨缺 損，并取得良好效果。MIkos及他的同事應用低聚的聚乙二醇延胡索酸鹽作為骨架以提供 一 3D可注射的水凝膠網狀支架結構以載荷干細胞及生長因子用于軟骨重建修復。Tan等應 用希夫堿結構于氧化透明質酸的醛基上及N-琥珀酰殼聚糖的氨基上以構建原位水凝膠， 并在體外檢測了軟骨細胞在水凝膠內的情況。 然而現有技術中，對多糖的改性過程中需要將其羥基端氧化以形成醛基，改性過 程中需要使用強氧化劑，如高碘酸等。強氧化劑的使用，會破壞多糖的原始結構，導致多糖 的活性發生變化，生成不需要的雜質，這限制了其應用。 開發出一種不破壞多糖原始結構的改性方面，在多糖中引入醛基具有非常實際的 意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種在具有自由羥基多糖中引入醛基的方法。 本專利技術所采取的技術方案是： 在具自由羥基的多糖類化合物引入醛基的方法，包括如下步驟： 1) 將具自由羥基的多糖類化合物溶解于水性溶劑中，加入酰胺化反應催化劑和1-氨 基-3,3二乙氧基丙烷，調節反應體系的pH，攪拌使其反應完全； 2) 將反應產物沉淀，純化、干燥，得到中間產物； 3) 將中間產物溶解，調節其pH至5?7. 4,醛化，得到帶有醛基的多糖類化合物。 優選的，上述方法中，步驟1)中調節反應體系的pH為4?7. 4。 優選的，上述方法中，步驟1)中使用的水性溶劑選自水性pH緩沖液。 優選的，上述方法中，1-氨基_3,3二乙氧基丙烷與多糖類化合物中的-COOH 或-coo_的摩爾比為0.1?10:1。 優選的，上述方法中，酰胺化反應催化劑為EDC和NHS的混合物。 優選的，上述方法中，EDC和NHS摩爾比為0. 1?10 :1。 優選的，上述方法中，使用水性pH緩沖液將中間產物溶解。 優選的，上述方法中，步驟1)中使用的水性pH緩沖液選自D-PBS溶液、Tris-HCl 緩沖液或者有機鹽緩沖液。 優選的，上述方法中，步驟3)中使用的水性pH緩沖液選自PBS溶液、Tris-HCl緩 沖液、有機鹽緩沖液。 優選的，上述方法中，具自由羥基的多糖類化合物選自海藻酸鹽。 本專利技術的有益效果是： 本專利技術方法，反應條件溫和，不會破壞多糖的原始結構，可以高效地在具自由羥基多糖 類化合物上引入醛基，得到改性多糖類化合物，改性多糖類化合物可以通過希夫堿與其他 高分子材料在溫和條件下反應，共價交聯形成水凝膠，具有非常廣泛的應用價值。 【附圖說明】 圖1是AALG-CS水凝膠的形成前后的照片； 圖2是AALG-CS水凝膠的SEM照片； 圖3是不同化合物的紅外光譜圖； 圖4是AALG-CS水凝膠的流變學特性圖； 圖5是細胞在水凝膠上的活性檢測結果圖； 圖6是軟骨相關基因表達情況； 圖7是不同處理組實驗兔的軟骨再生情況； 圖8是軟骨的肉眼ICRS評分情況圖； 圖9是不同處理組軟骨的HE染色圖； 圖10是不同處理組軟骨的阿利氏藍染色圖； 圖11是不同處理組軟骨的甲苯胺藍染色圖； 圖12是不同處理組軟骨的Masson染色圖； 圖13是不同處理組動物實驗12周后的軟骨相關基因表達情況； 圖14是不同處理組動物實驗12周后的GAGs定量檢測情況。 【具體實施方式】 在本專利技術中，具有自由羥基的多糖類化合物指糖鏈上具有羧基或-COCT基團的多 糖或其衍生物，如海藻酸鈉及其衍生的酯類及氨類化合物等。 EDC為1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的簡稱寫；NHS為羥基琥 珀酰亞胺的簡稱；ADEP為1-氨基-3, 3二乙氧基丙烷的簡稱。 在具自由羥基的多糖類化合物引入醛基的方法，包括如下步驟： 1) 將具自由羥基的多糖類化合物溶解于水性溶劑中，加入酰胺化反應催化劑和1-氨 基-3, 3二乙氧基丙烷，調節反應體系的pH，攪拌使其反應完全； 2) 將反應產物沉淀，純化、干燥，得到中間產物； 3) 將中間產物溶解，調節其pH至5?7. 4,醛化，得到帶有醛基的多糖類化合物。 在具有自由羥基的多糖類化合物引入醛基的反應原理如下：本文檔來自技高網...

【技術保護點】
在具自由羥基的多糖類化合物引入醛基的方法，包括如下步驟：1）將具自由羥基的多糖類化合物溶解于水性溶劑中，加入酰胺化反應催化劑和1?氨基?3，3二乙氧基丙烷，調節反應體系的pH，攪拌使其反應完全；2）將反應產物沉淀，純化、干燥，得到中間產物；3）將中間產物溶解，調節其pH至5～7.4，醛化，得到帶有醛基的多糖類化合物。

【技術特征摘要】
1. 在具自由羥基的多糖類化合物引入醛基的方法，包括如下步驟： 1) 將具自由羥基的多糖類化合物溶解于水性溶劑中，加入酰胺化反應催化劑和1-氨 基-3, 3二乙氧基丙烷，調節反應體系的pH，攪拌使其反應完全； 2) 將反應產物沉淀，純化、干燥，得到中間產物； 3) 將中間產物溶解，調節其pH至5?7. 4,醛化，得到帶有醛基的多糖類化合物。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)中調節反應體系的pH為4?7. 4。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)中使用的水性溶劑選自水性pH緩 沖液。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：1-氨基_3, 3二乙氧基丙烷與多糖類化合 物中的-COOH或-C00...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李慶濤，歐陽鈞，邢孟秋，萬文兵，鐘世鎮，
申請(專利權)人：南方醫科大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44