本發(fā)明專利技術(shù)涉及了一種PEG共價接枝改性海藻酸鹽/聚陽離子微膠囊，微膠囊為共價接枝PEG的海藻酸鹽的水凝膠珠；或，微膠囊內(nèi)部為共價接枝PEG的海藻酸鹽的液體或水凝膠；微膠囊外表面為通過聚陽離子和海藻酸鹽形成的聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜，聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜中海藻酸鹽：聚陽離子的質(zhì)量比為10:1-1:10，微膠囊用于活細(xì)胞的包埋。本發(fā)明專利技術(shù)的這種新型PEG共價接枝海藻酸鹽-聚陽離子微膠囊(APEGCA或APEGPA微膠囊)，其微膠囊膜表面因PEG長鏈延伸出三維凝膠結(jié)構(gòu)而形成伸展梳狀結(jié)構(gòu)，具有理想的抗蛋白吸附特性，從而顯示出新型微膠囊產(chǎn)品更佳的生物相容性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及了一種海藻酸鹽/聚陽離子微膠囊產(chǎn)品，具體地說是一種新型PEG共價接枝改性海藻酸鹽/聚陽離子微膠囊。
技術(shù)介紹
自20世紀(jì)60年代，Chang報道了半透膜微膠囊，指出用其包埋蛋白質(zhì)、酶等生物活性物質(zhì)和細(xì)胞，可保持生物物質(zhì)活性。20世紀(jì)80年代初，Lim和Sun針對組織/細(xì)胞功能缺損性疾病(如糖尿病),成功制備了海藻酸鈉/ ct -聚賴氨酸(alginate/ a -polylysine)半透膜微膠囊(簡稱ct-APA微膠囊)，包封Wistar大鼠胰島細(xì)胞并移植入糖尿病WistarLewis大鼠體內(nèi)，分泌釋放胰島素以調(diào)控血糖量。由此推動了微膠囊化技術(shù)相關(guān)材料和制備方法研究的快速發(fā)展，在細(xì)胞移植、藥物釋放和基因治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床前研究中得到廣泛應(yīng)用。隨后，取自天然的多糖材料——殼聚糖由于成本低，成膜性能好，膜機械強度高，而被研究者看好用于聚賴氨酸替代品，越來越多的用于細(xì)胞包埋用微膠囊的制備。但現(xiàn)有用于細(xì)胞包埋的海藻酸鹽/聚陽離子微膠囊因其具有很大的表面粗糙度和表面電荷，導(dǎo)致移植體內(nèi)后易引起蛋白吸附，進一步激發(fā)機體纖維化反應(yīng)，致使移植體功能喪失。PEG(聚乙二醇英文名polyethylene glycol的簡稱)由于具有良好的親水性、鏈段柔韌性、穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于生物材料的抗蛋白修飾領(lǐng)域。目前通常采用的靜電吸附、摻雜共混的方法實現(xiàn)PEG修飾微膠囊卻存在穩(wěn)定性差、排阻體積小、無法形成PEG刷狀結(jié)構(gòu)等缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述問題，本專利技術(shù)提出將PEG用于生物微膠囊的制備，專利技術(shù)了一種新型PEG共價接枝的海藻酸鹽-聚陽離子微膠囊產(chǎn)品，能夠在保證微膠囊強度和免疫隔離性能的前提下，利用經(jīng)共價接枝PEG的海藻酸鹽鏈段制備海藻酸鹽-聚陽離子微膠囊，實現(xiàn)微膠囊表面具有高密度梳狀結(jié)構(gòu)的PEG，從而起到抗蛋白吸附的效果，解決微膠囊體內(nèi)移植后蛋白吸附及纖維化問題。本專利技術(shù)的一種新型PEG共價接枝改性海藻酸鹽制備的微膠囊，微膠囊內(nèi)為含有活細(xì)胞的經(jīng)PEG接枝改性的海藻酸鹽的液體或水凝膠環(huán)境；微膠囊表面也可以通過聚陽離子和海藻酸鹽形成的聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜，表面海藻酸鹽:聚陽離子:PEG的質(zhì)量比為:10:1:1-1:10:100。其中，修飾后微膠囊產(chǎn)品為粒徑100-1000微米的球形微膠囊；修飾后微膠囊膜厚度在1-100微米；PEG接枝的海藻酸鹽分子量為1kDa - 2000kDa (例如:50kDa_200kDa ；200kDa-500kDa ；600kDa-1000kDa ；1000kDa-2000kDa);海藻酸鹽接枝 PEG 的接枝率為0.01% -99.99%。微膠囊膜中聚陽離子材料包括:殼聚糖，其脫乙酰度為80-98%，分子量為 lkDa-800kDa(例如:lkDa_5kDa ；10kDa-20kDa ；50kDa-100kDa ； 100kDa-800kDa)；α -聚賴氨酸，分子量為 2kDa-500kDa (例如:2kDa_10kDa ；70kDa-150kDa ； 150kDa-300kDa ；300kDa-500kDa) ; ε -聚賴氨酸，分子量為 2kDa_500kDa (例如:2kDa_50kDa ;50kDa-100kDa ； 100kDa-350kDa ；350kDa-500kDa);聚精氨酸，分子量為 lkDa_500kDa (例如:lkDa-100kDa ；100kDa-350kDa ；350kDa-500kDa);聚鳥氨酸，分子量為 lkDa_500kDa(例如:lkDa-50kDa ；50kDa-100kDa ；100kDa-350kDa ；350kDa-500kDa);聚組氨酸，分子量為lkDa-500kDa(例如:lkDa_50kDa ；50kDa-100kDa ； 100kDa-350kDa ；350kDa-500kDa)。PEG 分子量為 10Da-1OOOkDa (例如:100_5kDa ；5kDa-50kDa ；50kDa-500kDa ；500kDa-1000kDa)，PEG末端功能基團的取代度為10% -100%。內(nèi)核中PEG共價接枝的海藻酸鹽濃度在l_50g/L ;內(nèi)核中細(xì)胞含量12-1O9個細(xì)胞/ml內(nèi)核體積，活性保持90%以上。微膠囊的內(nèi)核中海藻酸鹽凝膠為二價金屬鈣、鋇或鋅，或者三價金屬釓的PEG接枝海藻酸鹽水凝膠，海藻酸鹽溶液為PEG接枝海藻酸的鉀鹽或鈉鹽溶液。其中，末端功能化的PEG聚合度η為2-2500，分子量為100Da_1000kDa，末端功能基團為巰基、氨基等能與羧基發(fā)生共價反應(yīng)的基團，功能基團取代度為10% -100%。末端功能化PEG利用共價鍵和與含羧基的海藻酸鹽分子反應(yīng)得到Alg-g-PEG，海藻酸鹽的PEG接枝率(每100個海藻酸鹽羧基接枝的PEG百分?jǐn)?shù))為0.01% -99.99%。微膠囊膜中聚陽離子材料包括:殼聚糖，其脫乙酰度為80-98%，分子量為lkDa_800kDa ； α -聚賴氨酸,分子量為2kDa_500kDa ； ε -聚賴氨酸，分子量為2kDa_500kDa ;聚精氨酸，分子量為lkDa_500kDa ;聚鳥氨酸，分子量為lkDa_500kDa ；聚組氨酸，分子量為lkDa-500kDa。微膠囊產(chǎn)品的膜成分中的海藻酸鹽為PEG接枝海藻酸的鉀鹽或鈉鹽，PEG接枝率0.01% -99.99% ;或者為海藻酸的鉀鹽或鈉鹽。上述的微膠囊可以是直接由經(jīng)PEG修飾后的海藻酸鹽經(jīng)螯合制備得到三維凝膠珠，或者是外層再由海藻酸鹽和聚陽離子兩種高分子材料通過層層自組裝形成聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜。產(chǎn)品的具體制備步驟為:I)制備包埋有活細(xì)胞的海藻酸鹽凝膠微球，稱之為A微球，即為經(jīng)PEG接枝修飾后的海藻酸鹽的水凝膠珠；海藻酸鹽凝膠為二價金屬鈣、鋇或鋅，或者三價金屬釓的經(jīng)PEG修飾后海藻酸鹽的水凝膠。2)將步驟I)中的A微球浸入聚陽離子溶液中，A微球與聚陽離子溶液體積比為1:1-1:40,反應(yīng)時間為1-60分鐘，反應(yīng)溫度在0-37°C，此時得到海藻酸鹽-聚陽離子微膠囊，稱之為B微球，取出用生理鹽水洗滌；聚陽離子溶液的配制方法是:殼聚糖溶于pH為5.0-7.0的醋酸-醋酸鈉緩沖液，殼聚糖濃度為0.l_15g/L ；α -聚賴氨酸溶于3_9g/L NaCl溶液，α -聚賴氨酸濃度為0.01-10g/L ；ε -聚賴氨酸溶于3_9g/L NaCl溶液，ε -聚賴氨酸濃度為0.01-10g/L ；聚精氨酸溶于3_9g/L NaCl溶液，聚精氨酸濃度為0.01-10g/L ；聚鳥氨酸溶于3_9g/L NaCl溶液，聚鳥氨酸濃度為0.01-10g/L ；聚組氨酸溶于3_9g/L NaCl溶液，聚組氨酸濃度為0.01-10g/L3)將步驟2)中的B微球浸入堿金屬海藻酸鈉鹽溶液中,B微球與堿金屬海藻酸鹽溶液體積比范圍為1:1-1:40，反應(yīng)時間為1-60分鐘，反應(yīng)溫度在0-37°C，此時得到海藻酸鹽-聚陽離當(dāng)前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種PEG共價接枝改性的海藻酸鹽微膠囊，其特征在于：微膠囊為共價接枝PEG的海藻酸鹽的水凝膠珠；或，微膠囊內(nèi)部為共價接枝PEG的海藻酸鹽的液體或水凝膠；微膠囊外表面為通過聚陽離子和海藻酸鹽形成的聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜，聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜中海藻酸鹽：聚陽離子的質(zhì)量比為10:1?1:10。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬小軍，劉曉岑，謝紅國，于煒婷，任英，鄭會珍，高夢，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧;21
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