完全水溶的溫度敏感的羥丙基甲殼素的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種完全水溶的溫度敏感的羥丙基甲殼素的制備方法，屬于天然生物高分子材料領域，也屬于生物醫(yī)用材料領域。
【背景技術】
[0002]甲殼素是繼纖維素之后資源第二豐富的天然高分子材料，具有優(yōu)良的生物相容性、生物可降解性，在生物醫(yī)學領域有廣泛的潛在應用價值。然而由于其不溶于水及普通溶劑，其加工和應用受到很大限制，目前主要是先脫乙?；蓺ぞ厶窃龠M行應用。
[0003]類似纖維素，可通過對甲殼素進行化學修飾，在甲殼素主鏈上引入側(cè)基，降低甲殼素的結(jié)晶度，從而提高甲殼素的水溶性。同樣由于甲殼素不溶于水及普通溶劑，造成反應不完全，側(cè)基分布不均勻，從而影響產(chǎn)物的水溶性及其他性質(zhì)。
[0004]溫度敏感高分子，特別是加熱條件下可凝膠化的高分子在生物醫(yī)學領域有重要用途。這些材料可作為可注射水凝膠用于藥物及細胞的包埋、保護和輸送，可作為三維細胞支架材料用于組織工程和組織修復。甲殼素具有良好的生物相容性，更重要的是可在體內(nèi)生物降解，因此基于甲殼素的溫敏可注射水凝膠將是理想的藥物載體和細胞支架材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明使用甲殼素的一種水性綠色良溶劑溶解甲殼素，并在此溶劑中用環(huán)氧丙烷對甲殼素進行修飾，得到能完全溶于水的羥丙基甲殼素。通過改變環(huán)氧丙烷和甲殼素的投料比，可隨意調(diào)節(jié)產(chǎn)物的取代度。這些產(chǎn)物在水中都能完全溶解。更重要的是，本發(fā)明合成的羥丙基甲殼素水溶液在加熱條件下能實時凝膠化，凝膠化溫度可在20攝氏度-90攝氏度之間進行調(diào)節(jié)。
[0006]本發(fā)明制備羥丙基甲殼素的步驟為2步。
[0007]首先將甲殼素溶解在水性溶劑中。所使用的水性溶劑為5wt%-20wt%的堿。堿可為氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀等。
[0008]第二步將環(huán)氧丙烷加入到甲殼素溶液，恒溫下攪拌反應一定時間，即得羥丙基甲殼素。
【附圖說明】
[0009]圖1、羥丙基甲殼素的核磁共振譜圖。
[0010]圖2、羥丙基甲殼素的紅外光譜圖。
[0011]圖3、羥丙基甲殼素溶液加熱時凝膠化、降溫又液化的照片。
[0012]圖4、羥丙基甲殼素溶液溫敏凝膠化過程的流變學表征。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。但本發(fā)明并不限于下列實施例。
[0014]實施例1:
[0015]稱取3g甲殼素溶解于300mL 10% NaOH中。加入48g環(huán)氧丙烷，在35攝氏度下攪拌反應10小時。得到取代度為1.23的羥丙基甲殼素。其核磁共振譜圖如圖1所示，其紅外光譜圖如圖2所示。
[0016]實施例2:
[0017]取實施例1中制備的羥丙基甲殼素，配制濃度為1.5wt%的水溶液。在45攝氏度水浴中稍加熱即發(fā)生凝膠化，降溫后又重新液化，如圖3所示。用流變儀對其凝膠化過程進行表征，如圖4所示。其凝膠化溫度為約35攝氏度。
[0018]實施例3:
[0019]稱取3g甲殼素溶解于300mL 10% NaOH中。加入6g環(huán)氧丙燒，在35攝氏度下攪拌反應10小時。得到取代度為0.25的羥丙基甲殼素。其凝膠化溫度為約81攝氏度。
[0020]實施例4:
[0021]稱取3g甲殼素溶解于300mL 10% NaOH中。加入24g環(huán)氧丙烷，在35攝氏度下攪拌反應10小時。得到取代度為0.94的羥丙基甲殼素。其凝膠化溫度為約64攝氏度。
[0022]實施例5:
[0023]稱取3g甲殼素溶解于300mL 10% NaOH中。加入96g環(huán)氧丙烷，在35攝氏度下攪拌反應10小時。得到取代度為1.29的羥丙基甲殼素。其凝膠化溫度為約22攝氏度。
【主權(quán)項】
1.一種制備羥丙基甲殼素的方法，其特征在于使用一種能很好地溶解甲殼素的綠色水性溶劑作為甲殼素和環(huán)氧丙烷的反應介質(zhì)。
2.—種制備羥丙基甲殼素的方法，其特征在于得到的羥丙基甲殼素可在水中完全溶解。
3.一種制備羥丙基甲殼素的方法，其特征在于羥丙基甲殼素的取代度可通過環(huán)氧丙烷/甲殼素投料比進行控制。
4.一種制備羥丙基甲殼素的方法，其特征在于得到的羥丙基甲殼素具有溫敏性，其水溶液在加熱條件下可凝膠化。
5.一種制備羥丙基甲殼素的方法，其特征在于得到的羥丙基甲殼素的凝膠化溫度可在20-90°C之間進行調(diào)控。
6.權(quán)利要求1中所用的水性溶劑為5%-2(^1:%堿溶液。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可完全水溶并且溫度敏感的甲殼素衍生物羥丙基甲殼素的制備。甲殼素由于不溶于水及普通溶劑，其加工和應用受到很大限制。本發(fā)明使用甲殼素的一種水性綠色良溶劑溶解甲殼素，并在此溶劑中用環(huán)氧丙烷對甲殼素進行修飾，得到能完全溶于水的羥丙基甲殼素。通過改變環(huán)氧丙烷和甲殼素的投料比，可隨意調(diào)節(jié)產(chǎn)物的取代度。這些產(chǎn)物在水中都能完全溶解。更重要的是，本發(fā)明合成的羥丙基甲殼素水溶液在加熱條件下能實時凝膠化，其凝膠化溫度可在20攝氏度-90攝氏度之間進行調(diào)節(jié)。由于甲殼素良好的生物相容性和生物降解性，本發(fā)明制備的羥丙基甲殼素溫敏可注射水凝膠將是理想的藥物載體和細胞支架材料。
【IPC分類】C08B37-08
【公開號】CN104761658
【申請?zhí)枴緾N201510180986
【發(fā)明人】張擁軍, 李沖, 關英
【申請人】南開大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月14日