本發(fā)明涉及醫(yī)用修復材料方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可控氨基含量的殼聚糖材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

殼聚糖是一種半合成高分子氨基多糖，具有獨特的化學結(jié)構(gòu)，主要存在于動植物蝦蟹殼中，由于對人體無毒、無刺激、無致敏、生物可降解等特性，是廣泛應用的一類生物降解材料并且已廣泛應用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域如生物組織工程、藥物釋放載體和醫(yī)用敷料方面等。

殼聚糖隨其分子中含氨基數(shù)量的增多，其氨基特性越顯著，這正是其獨特性質(zhì)的所在，由此奠定了殼聚糖的許多生物學特性及加工特性的基礎(chǔ)。殼聚糖中氨基的正電荷和細菌細胞膜上負電荷的相互作用，使細胞內(nèi)的蛋白酶和其他成分泄漏，從而達到抗菌、殺菌作用。此外，殼聚糖所攜帶的氨基正電荷能主動吸引帶負電的血小板凝聚并促使紅血球聚集。高度聚集的血小板破裂后，加快啟動凝血反應，加速凝血酶、血清素以及血小板活化因子二磷酸腺苷、血栓素等凝血因子釋放與活化，使血纖維膠原蛋白快速聚合，共同形成凝塊，同時誘導紅血球細胞聚集，形成血栓封堵創(chuàng)面，達到止血效果。

目前，殼聚糖的材料主要利用氨基進行交聯(lián)的方式制備。制備過程中難以控制未反應氨基的含量，影響了殼聚糖材料的物理機械性能和生物學性能，也斷絕了進一步修飾改性的可能。雖然，已有利用交聯(lián)液的ph一定程度上可以改變殼聚糖微納米顆粒的氨基含量，但是該方法無法用于大塊材料如組織工程支架和敷料等的制備【mi,f.l.；shyu,s.s.；lee,s.t.；wong,t.b.,kineticstudyofchitosan‐tripolyphosphatecomplexreactionandacid‐resistivepropertiesofthechitosan‐tripolyphosphategelbeadspreparedbyin‐liquidcuringmethod.journalofpolymersciencepartbpolymerphysics2015,37(14),1551-1564.】。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有方法及材料難以控制未反應氨基的含量及無法用于大塊材料的制備的技術(shù)問題，提供一種可以控制未反應氨基的含量且能應用于組織工程支架和敷料等大塊材料的可控氨基含量的殼聚糖材料及其制備方法。

為此，本發(fā)明提供一種可控氨基含量的殼聚糖材料，其為殼聚糖、化學改性殼聚糖及其與其它有機或無機材料的復合物?；瘜W改性殼聚糖是指通過有機合成方法結(jié)合其它基團，但是不改變化學物基本骨架結(jié)構(gòu)的殼聚糖化合物。即，首先制備殼聚糖支架，然后在殼聚糖支架上通過有機合成方法結(jié)合其它基團。合成過程中，保持了殼聚糖支架的結(jié)構(gòu)不受破壞。

優(yōu)選的，有機材料是指聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚酰胺、透明質(zhì)酸、膠原、蛋白質(zhì)合物。

優(yōu)選的，無機材料是指碳酸鈣、磷酸鈣、羥基磷灰石或生物活性玻璃。

本發(fā)明同時提供一種制備可控氨基含量的殼聚糖材料的方法，其包括以下步驟：(1)將殼聚糖材料溶解到酸性溶液中，然后成型；(2)將成型殼聚糖浸入交聯(lián)溶液中，交聯(lián)成型；利用溶劑洗去未交聯(lián)物質(zhì)等，得到最終材料。

優(yōu)選的，酸性溶液為甲酸、乙酸、鹽酸、醋酸水溶液，所述溶液的重量百分比濃度為0.1-10％。

優(yōu)選的，步驟(1)中的成型是指成為一維纖維、二維膜和三維海綿，成型方法為紡絲、流延或凍干。

優(yōu)選的，步驟(2)中交聯(lián)溶液至少包括一種鹽和一種殼聚糖交聯(lián)劑；所述鹽是指具有高于15g/100ml的鹽離子濃度的鹽，所述鹽包括鹵素鹽中的一種或多種的復合；所述殼聚糖交聯(lián)劑包括磷酸鈉、戊二醛和京尼平的一種或多種復合。

優(yōu)選的，步驟(3)中溶劑為去離子水。

本發(fā)明利用殼聚糖溶解度的離子強度相關(guān)性的原理，利用離子強度維持殼聚糖材料的形態(tài)，同時保護一部分氨基不與交聯(lián)劑反應，從而得到可控氨基含量的殼聚糖材料。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的殼聚糖海綿材料制備方法的示意性流程圖和原理圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的殼聚糖材料吸水前后的實物照片和吸水溶脹率變化；使用不同交聯(lián)劑溶液(a)1％(w/w)tpp,(b)3mnacl+1％(w/w)tpp,(c)6mnacl+1(w/w)％tpp,(d)3mnacl+0.25(w/w)％tpp,(e)3mnacl+2％(w/w)tpp,(f)3mnacl+6(w/w)％tpp交聯(lián)后樣品，吸水前后的示意圖以及對溶脹率的影響；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法制備的殼聚糖材料中氨基含量的變化；利用ninhydrinassays方法測試樣品中氨基的含量；如圖所示，隨著氯化鈉濃度(cnacl)提高，或者磷酸三鈉(ctpp)濃度降低，交聯(lián)纖維中的自由(未交聯(lián))氨基含量提高。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的方法制備的殼聚糖材料的氨基含量和性能的關(guān)系；樣品中氨基含量與儲能模量(g’)、耗能模量(g”)和彈性模量(e)的關(guān)系；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法制備的殼聚糖材料的細胞粘附性能；樣品中氨基含量與骨髓干細胞在上面的粘附增長情況。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種可控氨基含量的殼聚糖材料及其制備方法和應用，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

殼聚糖的制備方法參考公告號為103665191b、申請?zhí)枮?1107664.x的中國發(fā)明專利進行，簡述如下：對鮮蝦軀殼或鮮蟹腿篩選精處理，經(jīng)過三酸三堿處理，脫除蝦軀殼或蟹腿的蛋白質(zhì)、脂肪、色素和鈣質(zhì)等，制備不同脫乙酰度的殼聚糖。稱取1.0g殼聚糖粉末，其中殼聚糖的脫乙酰度為85％，粘度為116cp.s。將殼聚糖溶于100ml1％(v/v)醋酸水溶液中，配制得到1.0％(w/v)的殼聚糖溶液。

利用濕法紡絲【周家村,林亮,付曉.純殼聚糖纖維關(guān)鍵技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)化[j].高科技纖維與應用,2012,37(3):5-10.】和靜電紡絲【孫康,王麗平.殼聚糖靜電紡納米纖維的制備和特點[j].應用化學,2011,28(2):123-130.】的方法制備殼聚糖纖維。

將殼聚糖纖維浸入(氯化鈉+京尼平)的交聯(lián)液中，攪拌過夜。用去離子水清洗樣品數(shù)次，洗去殘余的氯化鈉和京尼平。干燥后，得到一維殼聚糖纖維。

通過調(diào)節(jié)溶液中氯化鈉和磷酸三鈉的濃度，調(diào)節(jié)氨基含量。隨著氯化鈉濃度提高，或者磷酸三鈉濃度降低，氨基含量提高。

實施例2

稱取1.5g殼聚糖粉末，其中殼聚糖的脫乙酰度為90％，粘度為85cp.s。取納米羥基磷灰石0.15g，超聲分散到100ml水溶液。加入1.5g殼聚糖粉末，其中殼聚糖的脫乙酰度為90％，粘度為85cp.s。攪拌下，加入2ml冰醋酸，配制得到的殼聚糖溶液。

將殼聚糖溶液成膜，然后浸入(氯化鉀+戊二醛)的交聯(lián)液中，攪拌過夜。用去離子水清洗樣品數(shù)次，洗去殘余的氯化鉀+戊二醛。干燥后，得到二維殼聚糖膜。

通過調(diào)節(jié)溶液中氯化鉀和戊二醛的濃度，調(diào)節(jié)氨基含量。隨著氯化鉀濃度提高，或者戊二醛濃度降低，氨基含量提高。

實施例3

稱取2.0g透明酸鈉和殼聚糖，其中殼聚糖的脫乙酰度為95％，粘度為204cp.s。溶于100ml1％(v/v)醋酸水溶液中，配制得到2.0％(w/v)的殼聚糖溶液。然后將溶液倒在模具中，于-20℃冰箱中進行預冷凍。將凍結(jié)后的溶液取出后，放置于-20℃的飽和氯化鈉水溶液中浸泡48h，得到海綿。

將得到的海綿從飽和氯化鈉水溶液中取出，浸入(氯化鈉+磷酸三鈉)的交聯(lián)液中，攪拌過夜。用去離子水清洗樣品數(shù)次，洗去殘余的氯化鈉和磷酸三鈉。然后冷凍干燥，即得到一定氨基含量的多孔殼聚糖海綿。

通過調(diào)節(jié)溶液中氯化鉀和磷酸三鈉的濃度，調(diào)節(jié)氨基含量。隨著氯化鉀濃度提高，或者磷酸三鈉濃度降低，氨基含量提高。

參見圖5，在支架上培養(yǎng)牙髓干細胞，可以明顯看到，隨著自由氨基含量的增加，有利于細胞的粘附增殖。