专利名称：制备羧甲基壳聚糖及其在组织表面工程中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种羧甲基壳聚糖的结构和在制备PLA、PLGA微球及在调节血管细胞的形貌与组织的应用。
背景技术：
甲壳素广泛存在于虾蟹的外壳中)部分脱乙酰化衍生物。它是一种由β(1→4)相连的D-葡聚胺与含量不等的N-乙酰葡聚胺无规排列起来的线性聚糖，是自然界中唯一的碱性多糖，其分子内既含有亲水基和疏水基同时又含有配位能力和衍生化反应的氨基和羟基，这些性质决定了其在不同领域具有广泛应用。
甲壳素及其衍生物具有良好的透气性、成膜性、吸湿性、降解性以及活泼的反应性，使甲壳素及其衍生物在纺织、印染、造纸、医药、食品、化工、环保等诸多领域显示出其特有的应用价值。甲壳素分子中具有极强的氢键作用，使其不溶于水及一般有机溶剂，脱乙酰后的壳聚糖仅溶于稀酸，这就极大地限制了甲壳素和壳聚糖的基础理论研究及其广泛应用开发。
发明内容
本发明的目的是要提供一种制备聚酯微球的新型表面活性剂羧甲基壳聚糖及其在组织表面工程中的应用。
本发明的技术方案是一、制备聚酯微球的新型表面活性剂羧甲基壳聚糖将壳聚糖粉末，用NaOH溶液浸泡，溶液过滤后将壳聚糖挤压成滤饼状，转入三口容器中。用一定量氯乙酸溶于异丙醇，后加入滤饼中，室温下反应数小时，抽滤、挤压除去溶剂。向所得固体中加入水，搅拌使其溶解，用HCl调溶液pH值至中性，溶液离心后的上清液中加入无水乙醇，有棉絮状沉淀析出。静置后将溶液离心，把絮状沉淀挤干，用无水乙醇洗涤后，置于烘箱中烘干即可得到羧甲基壳聚糖。该羧甲基壳聚糖的结构式为 羧甲基壳聚糖的表征表征实验1羧甲基壳聚糖与水的表面张力之间的关系图1表明羧甲基壳聚糖的表面张力对。由图1可知，羧甲基壳聚糖能够有效地降低水的表面张力。
表征实验2细胞相容性实验在细胞培养液中加入1/5体积的不同浓度的羧甲基壳聚糖，细胞的生长几乎不受影响，说明羧甲基壳聚糖具有较好的生物相容性。
二、羧甲基壳聚糖在组织表面工程中的应用羧甲基壳聚糖用作绿色表面活性剂制备表面洁净的聚酯微球和羧甲基壳聚糖用作生物材料表面改性剂来调节细胞的形貌与细胞间的组织。
下面通过实例说明羧甲基壳聚糖在组织表面工程中的应用应用实例应用实例1羧甲基壳聚糖用做乳化剂制备表面洁净的PLA和PLGA微球目前溶剂蒸发法制备可生物降解聚酯(如PLA，PLGA)微粒用于药物控制释放载体，最常用的乳化剂为聚乙烯醇(PVA)。PVA虽是一种乳化效率较高的表面活性剂，但存在在聚酯粒子表面残留少量PVA的问题，这些残留的PVA会影响载药粒子与周围生理环境的相互作用。本发明利用具有生物相容性的羧甲基壳聚糖代替PVA用作乳化剂制备PLA和PLGA微球，以0.2％羧甲基壳聚糖为乳化剂制备的PLGA微球的扫描电子显微镜(SEM)如图2所示。
以0.2％羧甲基壳聚糖为乳化剂制备的PLGA微球的表面电子光电子能谱(XPS)如图3所示。在400eV处未出现氮元素的特征吸收，说明粒子表面几乎不残留羧甲基壳聚糖，即制备的PLGA微球表面洁净证明在PLA和PLGA微球表面几乎不残留羧甲基壳聚糖成分。因此，本发明利用羧甲基壳聚糖作乳化剂来制备表面不残留乳化剂的聚酯微球。
应用实例2羧甲基壳聚糖用作生物材料表面改性剂可调节血管细胞的形貌与组织血管组织工程成功的关键因素之一就是体外培养的细胞能否维持体内细胞的功能，羧甲基壳聚糖改性的生物材料表面，可以调节血管细胞的形貌和细胞间的组织。壳聚糖与羧甲基壳聚糖的表面形态表征如图4所示。与壳聚糖表面相比，羧甲基壳聚糖诱导内皮细胞呈针状，细胞间呈线性排列。
本发明提供的羧甲基壳聚糖，具有生物相容性的羧甲基壳聚糖可以完全代替PVA用作乳化剂制备PLA和PLGA微球，微球表面几乎不残留羧甲基壳聚糖成分。羧甲基壳聚糖改性的生物材料表面，可以调节血管细胞的形貌和细胞间的组织。而目前溶剂蒸发法制备可生物降解聚酯(如PLA，PLGA)微粒用于药物控制释放载体，最常用的乳化剂为聚乙烯醇(PVA)。PVA虽是一种乳化效率较高的表面活性剂，但存在在聚酯粒子表面残留少量PVA的问题，这些残留的PVA会影响载药粒子与周围生理环境的相互作用。
图1为表面张力与羧甲基壳聚糖浓度的关系；图2为以0.2％羧甲基壳聚糖为乳化剂制备的PLGA微球；图3为PLGA微球表面的光电子能谱；图4(A)为壳聚糖表面血管内皮细胞的F-actin及细胞核染色；图4(B)为羧甲基壳聚糖表面血管内皮细胞的F-actin及细胞核染色。
具体实施例方式
1、制备聚酯微球的新型表面活性剂羧甲基壳聚糖称取2g壳聚糖粉末，用25ml 50％的NaOH溶液浸泡24小时，溶液过滤后将壳聚糖挤压成滤饼状，转入三口烧瓶中。称取一定量氯乙酸溶于25ml异丙醇，后加入滤饼中，室温下反应数小时，抽滤、挤压除去溶剂。向所得固体中加入100ml水，搅拌使其溶解，用2.5mol/L的HCl调溶液pH值至中性，溶液离心后的上清液中加入150ml无水乙醇，有棉絮状沉淀析出。静置2h后将溶液离心，把絮状沉淀挤干，用无水乙醇洗涤三次，后置于80℃的烘箱中烘干即可得到羧甲基壳聚糖。结构式如下 2、羧甲基壳聚糖在组织表面工程中的应用以0.2％羧甲基壳聚糖为乳化剂可以制备的PLGA微球，如图2。在细胞培养液中加入1/5体积的不同浓度的羧甲基壳聚糖，细胞的生长几乎不受影响，说明羧甲基壳聚糖具有较好的生物相容性。羧甲基壳聚糖诱导内皮细胞呈针状，细胞间呈线性排列，如图4。
权利要求
1.一种羧甲基壳聚糖，其特征是结构式为
2.如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖在组织表面工程中的应用，其特征是用作绿色表面活性剂制备表面洁净的聚酯微球。
3.如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖在组织表面工程中的应用，其特征是用作生物材料表面改性剂来调节细胞的形貌与细胞间的组织。
全文摘要
本发明公开了制备羧甲基壳聚糖及其在组织表面工程中的应用，利用羧甲基壳聚糖具有表面活性和生物相容性，作为一种新型表面活性剂来制备表面洁净的PLA、PLGA微球；用作组织表面改性剂时可调节血管细胞的形貌与细胞间的组织。
文档编号C12N5/00GK1789288SQ20051009492
公开日2006年6月21日 申请日期2005年10月17日 优先权日2005年10月17日
发明者朱爱萍, 袁兰花, 吴昊, 陈天 申请人:扬州大学