一種納米淀粉粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法技術

本發明專利技術公開了屬于生物醫用材料技術領域的一種淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法，本發明專利技術結合了納米淀粉粒子(SNPs)的可降解性和補強性能，聚N?異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的溫敏性及醛化多糖這種天然大分子交聯劑的無毒可降解性能，利用醛肼交聯反應在室溫下可快速成型，并且形成的腙鍵在H

【技術實現步驟摘要】
一種納米淀粉粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法
本專利技術屬于生物醫用材料
，特別涉及一種納米淀粉粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法。
技術介紹
水凝膠為具有三維網絡結構的交聯聚合物，其柔軟的結構與優異的吸水和保水性能與人體的組織較為相似，在生物醫藥方面有非常廣泛的應用。可注射水凝膠為可以通過注射的方式在體內原位反應成型的水凝膠，此方式不僅可以免去手術的創傷，而且在注射的過程中可以將一些藥物、蛋白質、生長因子等物質混入前軀體溶液中，使其分散于水凝膠網絡結構中。在實際的應用中，水凝膠的機械強度以及水凝膠在機體內的降解性能為影響水凝膠的重要因素。由于水凝膠有較高的吸水性能，隨之而來的水凝膠較低的機械強度一直阻礙著水凝膠在組織工程、藥物緩釋和防粘連等高強度領域的應用。提高水凝膠機械強度的方法如互穿網絡結構、微凝膠和無機鈉米粒子補強等近年來得到廣泛的研究。其中，對于可注射水凝膠來說，無機納米粒子(如納米二氧化硅、納米羥基磷灰石、納米氧化鐵、納米鋰皂石等)補強方式因其簡單易操作，生物相容性好等優點被廣泛應用。但是由于無機納米粒子的不可降解性，其潛在的危害如粒子在體內的去向，機體能否清除和粒子清除的機理等均不得而知，其大大限制了粒子的實際應用。近年來，由天然可降解的大分子材料代替無機材料制備納米粒子或納米棒狀材料對水凝膠進行補強成為近來研究熱點。如利用短棒狀納米纖維素對可注射的羧甲基纖維素水凝膠進行補強，棒狀納米纖維素可均勻嵌入水凝膠網絡結構，補強后水凝膠與未補強相比其機械強度得到了明顯的提升。在注重水凝膠機械強度提高的同時，水凝膠的降解性能同樣對可注射水凝膠在機體內的應用有重要影響。對于物理交聯水凝膠，具有良好的降解性能，但是凝膠強度及穩定性較差。對于化學交聯水凝膠，具有良好的機械穩定性及強度，但是由于化學交聯鍵良好的穩定性致使其降解性能較差。探索既有良好的穩定性又可在特定條件下降解的化學交聯鍵成為科學工作者的研究熱點。腙鍵在H+存在下可以發生水解反應，腙鍵交聯水凝膠可通過肼化物與大分子醛化物或小分子醛化物反應制得，在室溫下即可快速反應成型，且水凝膠在酸性條件下可以快速降解，適用于制備可降解的化學交聯鍵水凝膠。利用腙鍵制備了具有可降解性的可注射水凝膠，結果表明在酸性條件下水凝膠可快速降解，在人體pH值下又可較穩定的存在一定時間，適于可注射水凝膠的交聯成型。
技術實現思路
一種淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法，其特征在于，將淀粉納米粒子加入醛化多糖水溶液中配制成懸浮液；然后將等體積的肼化物水溶液和所述淀粉納米粒子與醛化多糖的懸浮液混合后擠出成型，得到所述淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠。上述制備方法中，所述將醛化多糖水溶液中醛化多糖含量為7.5-11.0wt％，所述淀粉納米粒子與醛化多糖的懸浮液中淀粉納米粒子的含量為1.5-4.0wt％。上述制備方法中，所述肼化物水溶液是poly-(NIPAM-co-AA)-hdz聚合物水溶液，含量為7.5-11.0wt％。上述制備方法中，所述poly-(NIPAM-co-AA)-hdz聚合物的制備：以AIBN為引發劑，以乙醇為溶劑，通過自由基聚合制備poly-(NIPAM-co-AA)共聚物，之后用ADH與poly-(NIPAM-co-AA)共聚物中-COOH反應在側鏈引入-NHNH2制備poly-(NIPAM-co-AA)-hdz聚合物。上述制備方法中，所述醛化多糖的制備：利用高碘酸鈉對鄰位羥基的氧化性將多糖上的鄰位羥基氧化成鄰位醛基，制備醛化多糖。上述制備方法中，所述多糖為糊精、羧甲基纖維素、羥甲基纖維素、羥丙基纖維素、海藻酸鹽或透明質酸中的一種或多種。上述制備方法中，所述淀粉納米粒子的制備：所述淀粉納米粒子的制備：將甲苯、氯仿和表面活性劑攪拌混合形成均勻油相；取淀粉水解液加入所述均勻油相中攪拌后加入交聯劑，繼續攪拌反應；用乙醇破乳離心，洗滌后冷凍干燥得到白色粉末狀固體淀粉納米粒子。上述制備方法中，所述表面活性劑為Span80。上述制備方法中，甲苯、氯仿和Span80的體積比為150：50：4。上述制備方法中，所述交聯劑為B(OH)3，用量為淀粉質量的0.05％。本專利技術結合了納米淀粉粒子(SNPs)的可降解性和補強性能，聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的溫敏性及醛化多糖這種天然大分子交聯劑的無毒可降解性能。利用醛肼交聯反應在室溫下可快速成型，并且形成的腙鍵在H+存在的情況下可水解特性，通過poly-(NIPAM-co-AA)-hdz共聚物與醛化多糖之間的醛肼交聯反應制備具有溫敏性、解交聯性、細胞相容性、可原位反應的可注射水凝膠。針對目前普遍存在的水凝膠機械強度較低的缺點，本專利技術利用無毒可降解的納米淀粉粒子對水凝膠進行補強，使水凝膠的強度得到了明顯的提升，在生物醫藥領域如組織支架、藥物緩釋等方面具有良好的應用前景。附圖說明圖1為實施例1制備的poly-(NIPAM-co-AA)共聚物、醛化糊精和水凝膠的紅外對比譜圖。圖2為實施例1制備的納米淀粉粒子的掃描電鏡和透射電鏡圖。(a)掃描電鏡圖；(b)透射電鏡圖。圖3為實施例2制備的SNPs補強的水凝膠的掃描電鏡圖。圖4為實施例2制備的不同質量分數SNPs補強9.0wt％水凝膠的動態模量對比圖。圖5為實施例5制備的1.5wt％SNPs補強9.0wt％水凝膠的藥物緩釋曲線圖。具體實施方式本專利技術提供了一種淀粉納米粒子(SNPs)補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠，所述水凝膠由poly(NIPAM-co-AA)-hdz共聚物和醛化多糖經醛肼交聯反應制備，在室溫下可快速交聯成型且生成的腙鍵易于水解，尤其在酸性條件下，其中，SNPs可均勻的分散于水凝膠的三維網絡結構中，對水凝膠具有明顯的補強作用。所述SNPs補強的醛肼交聯型水凝膠具有優異的機械強度，良好的溫敏性、解交聯性能和細胞相容性，在生物醫藥方面具有良好的應用前景。本專利技術通過poly(NIPAM-co-AA)-hdz共聚物和醛化多糖經醛肼交聯反應制備三維網絡結構的可注射水凝膠，該凝膠在室溫下可快速成型，再以無毒可降解的納米淀粉粒子對水凝膠進行補強，得到機械強度高、細胞相容性好、性能優異的可注射PNIPAM水凝膠。本專利技術所提供的醛肼交聯型可注射水凝膠為同時時含有SNPs、poly-(NIPAM-co-AA)-hdz共聚物和醛化多糖的可注射水凝膠，其中，SNPs平均粒徑為50-100nm，基本形狀為球形，具有良好的降解性能和補強性能；Poly-(NIPAM-co-AA)-hdz共聚物為溫敏性聚合物，分子量約為15-20kg/mol，低于人體腎截留分子量(～40kg/mol)；醛化多糖為天然可降解大分子交聯劑。所述SNPs補強的可注射水凝膠具有較高的機械強度，良好的溫敏性、解交聯性、生物相容性和室溫下快速成型的特性。本專利技術所述的一種淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法：將醛化多糖配制成聚合物含量7.5-11.0wt％的聚合物水溶液，將SNPs加入醛化多糖溶液中配制成SNPs含量為1.5-4.0wt％的懸浮液；將poly-(NIPAM-co-AA)-hdz共聚本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法，其特征在于，將淀粉納米粒子加入醛化多糖水溶液中配制成懸浮液；然后將等體積的肼化物水溶液和所述淀粉納米粒子與醛化多糖的懸浮液混合后擠出成型，得到所述淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠。

【技術特征摘要】
1.一種淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法，其特征在于，將淀粉納米粒子加入醛化多糖水溶液中配制成懸浮液；然后將等體積的肼化物水溶液和所述淀粉納米粒子與醛化多糖的懸浮液混合后擠出成型，得到所述淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠。2.根據權利要求1所述的淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法，其特征在于，所述將醛化多糖水溶液中醛化多糖含量為7.5-11.0wt％，所述淀粉納米粒子與醛化多糖的懸浮液中淀粉納米粒子的含量為1.5-4.0wt％。3.根據權利要求1或2所述的淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法，其特征在于，所述肼化物水溶液是poly-(NIPAM-co-AA)-hdz聚合物水溶液，含量為7.5-11.0wt％。4.根據權利要求3所述的淀粉納米粒子補強的醛肼交聯型可注射PNIPAM水凝膠的制備方法，其特征在于，所述poly-(NIPAM-co-AA)-hdz聚合物的制備：以AIBN為引發劑，以乙醇為溶劑，通過自由基聚合制備poly-(NIPAM-co-AA)共聚物，之后用ADH與poly-(NIPAM-co-AA)共聚物中-COOH反應在側鏈引入-NHNH2制備poly-(NIPAM-co-AA)-hdz聚合物。5....

【專利技術屬性】
技術研發人員：石淑先，李珊珊，夏宇正，邱楊，陳曉農，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：北京,11