一种具有生物活性的可生物降解水凝胶及其制备方法_2

文档序号:8933345阅读:来源:国知局
2小时,反应完成后,旋转蒸发移除溶剂,将剩余物溶解在无水乙酸乙酯中,过滤除去沉淀,将滤液旋转蒸发分离出乙酸乙酯,剩余物质采用乙醚沉淀,沉淀物后处理得到聚(丙交酯-Co-环氧乙烷-Co-富马酸);
[0023]3)制备代巯基的Nogo-66:将2_巯基丙酸溶解于四氢呋喃中得到0.01?lg/mL的2-巯基丙酸溶液,加入二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺,使2-巯基丙酸与二环己基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺摩尔比为1:2.5:2.5,活化I?2小时后加入Nogo-66多肽和N,N- 二异丙基乙胺,其中2-巯基丙酸与Nogo-66多肽、N,N- 二异丙基乙胺的摩尔比为1:1.5:1.5,室温下反应2?6h后加入正己烷,沉淀物分离、干燥得到代巯基的Nogo-66 ;
[0024]4)制备具有生物活性的可生物降解水凝胶:将步骤2)所得聚(丙交酯-Co-环氧乙烷-Co-富马酸)、多肽交联剂(Ac) 2-KYIGSRG、末端含双键的GIKAVAK-Ac多肽以及丙烯酸丙炔酯、甲叉双丙烯酰胺、4,4’-偶氮双(4-氰基缬草酸)和DMF置于反应容器中,各组分质量比为聚(丙交酯-Co-环氧乙烷-Co-富马酸):多肽交联剂(Ac)2-KYIGSRG:GIKAVAK-Ac多肽:丙烯酸丙炔酯:甲叉双丙烯酰胺:4,4’_偶氮双(4-氰基缬草酸)=945:120:0.23:0.0144?0.0433:90?240:9.25,其中聚(丙交酯-co_环氧乙烷-co_富马酸)浓度为0.315g/mL,将反应装置抽真空后密封反应器,于80°C反应10小时,反应完成后加入步骤3)所得代巯基的Nogo-66,其中代巯基的Nogo-66与所述丙烯酸丙炔酯摩尔比为1:1,室温反应6?24小时得到凝胶,将所得凝胶浸泡在蒸馏水中,每隔2?12小时换一次水,2?5天后,将凝胶放在_20°C冰箱中冻冰处理12?24小时,然后真空冷冻干燥48小时,得到具有生物活性的可生物降解水凝胶。
[0025]按上述方案,步骤2)所述聚乙二醇数均分子量为4000。
[0026]本发明通过利用(Ac)2-KYIGSRG多肽交联剂与聚(丙交酯-co_环氧乙烷-co_富马酸)交联得到三维聚合物网络,并接枝GIKAVAK-Ac多肽与Nogo-66对凝胶进行生物学修饰,得到促神经粘附与生长的可降解水凝胶。所制备的水凝胶是通过化学与物理方法得到的交联聚合物,它富含水分,呈多孔结构。
[0027]本发明的有益效果在于:1、本发明以聚(丙交酯-CO-环氧乙烷-CO-富马酸)为水凝胶骨架与多肽交联剂(Ac)2-KYIGSRG交联,并接枝GIKAVAK-Ac多肽与代巯基的Nogo-66多肽形成具有促进神经细胞粘附和生长性能的可降解水凝胶,重复性好;2、本发明所制备的具有促进神经细胞粘附和生长性能的可降解水凝胶安全性高,无细胞免疫活性,不仅能促神经细胞粘附生长,还能抑制神经突生长,该水凝胶不仅克服了合成水凝胶生物活性不足的特点,同时具备生物可降解性,为中枢神经修复提供一种支架材料,另外,由于水凝胶生物相容性良好,其力学性能与人体软骨组织相似,因此在组织工程领域有广泛的应用。
【具体实施方式】
[0028]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0029]本发明实施例所用Fmoc-Gly-wang树脂为吉尔生化(上海)有限公司生产。
[0030]实施例1
[0031]一种具有生物活性的可生物降解水凝胶的制备方法,步骤如下:
[0032]I)合成超低分子量聚乳酸:称取18克丙交酯加入硅烷化的玻璃聚合管中,加入0.0844克辛酸亚锡和1.105克的一缩二乙二醇(丙交酯与辛酸亚锡、一缩二乙二醇的摩尔比为12:0.02:1)在旋片真空泵作用下抽除二氯甲烷及残存的氧气、水汽后,真空封管,置于140°C油浴锅中反应24小时,制得超低分子量聚乳酸(数均分子量1690);
[0033]2)制备聚(丙交酯-Co-环氧乙烷-Co-富马酸):将18g聚乙二醇(数均分子量4000)和2g步骤I)所得超低分子量聚乳酸加入三口烧瓶中,加入150mL 二氯甲烷,然后置于_5°C的低温恒温反应浴中,搅拌的同时对体系充氮,待搅拌均匀形成溶液后依次滴加30mL三乙胺的二氯甲烷溶液(浓度0.0377g/mL)和30mL富马酰氯的二氯甲烷溶液(浓度0.0344g/mL)(摩尔比PEG:三乙胺:富马酰氯=2:5:3),滴加完毕后于_5°C继续反应6小时,然后将三口烧瓶置于室温下反应12小时,反应完成后,旋转蒸发移除溶剂,将剩余物溶解在无水乙酸乙酯中,过滤除去沉淀,将滤液旋转蒸发分离出乙酸乙酯,剩余物质采用乙醚沉淀,沉淀物于室温下真空干燥移除溶剂乙醚得到聚(丙交酯-Co-环氧乙烷-Co-富马酸),产物于_20°C保存,备用;
[0034]3)制备代巯基的Nogo-66:将Ig 2_巯基丙酸溶解于ImL四氢呋喃中得到lg/mL的2-巯基丙酸溶液,加入4.856g 二环己基碳二亚胺和2.7108g N-羟基琥珀酰亚胺,活化I小时后加入106.48g Nogo-66多肽和1.8266g N, N- 二异丙基乙胺,室温下反应2小时后加入正己烷,沉淀物分离、干燥得到代巯基的Nogo-66 ;
[0035]4)合成多肽交联剂(Ac)9-KYIGSRG (其氨基酸序列分别为KYIGSRG,GIKVAV,R为精氨酸,S为丝氨酸,G为甘氨酸,I为异亮氨酸,K为赖氨酸,Y为酪氨酸,V为缬氨酸,A为丙氨酸,Ac为丙烯酸残基):
[0036]a.将Fmoc-Gly-wang树脂(聚合物键合型Fmoc-甘氨酸4_节氧基节醋)浸泡于DMF中处理I小时,再用DMF充分洗涤,真空泵抽干残留的DMF得到活化处理后的Fmoc-Gly-wang 树脂;
[0037]b.将2g步骤a活化处理后的Fmoc-Gly-wang树脂与1mL呢啶的DMF溶液(体积浓度为20%)混合,搅拌均匀后放入固相多肽合成仪中进行脱保护反应,反应完成后用DMF充分洗涤得到脱保护的Fmoc-Gly-wang树脂;
[0038]c.(加入氨基酸R)将步骤b)所得脱保护的Fmoc-Gly-wang树脂与2.569gFmoc-Arg(Pbf)-OH、2.473g PyB0P、0.642g H0Bt、1.3mL DIEA 混合,搅拌 10 分钟后移入多肽合成仪进行缩合反应,反应5min后取出一小块树脂,用DMF洗涤,放入到6%茚三酮乙醇溶液(质量浓度)中,并用100°C水浴锅加热,如果树脂出现蓝色或红褐色,则表明还有游离氨基,则继续进行缩合反应,直到树脂的茚三酮显色反应呈无色,则该种氨基酸Fmoc-Arg (Pbf) -OH缩合反应完成。
[0039](加入氨基酸S)取出上述完成缩合反应的树脂,用DMF洗涤,加入1.518gFmoc-Ser (tBu) -OH,2.473g PyB0P、0.642g HOBt 与 1.3mL DIEA,搅拌 10 分钟后移入多肽合成仪进行缩合反应,经茚三酮显色反应检测,Fmoc-Ser (tBu) -OH反应完全后结束反应。
[0040](加入氨基酸G)上述缩合反应结束后取出树脂,用DMF洗涤,加入1.177gFmoc-Gly-OH,2.473g PyB0P、0.642g HOBt 与 1.3mL DIEA,搅拌 10 分钟后移入多肽合成仪进行缩合反应,经節三酮显色反应检测,Fmoc-Gly-OH反应完全后结束反应。
[0041](加入氨基酸I)上述缩合反应结束后取出树脂,用DMF洗涤,加入1.4gFmoc-1le-OH,2.473g PyB0P、0.642g HOBt 和 1.3mL DIEA,搅拌 10 分钟后移入多肽合成仪进行缩合反应,经節三酮显色反应检测,Fmoc-1le-OH反应完全后结束反应。
[0042](加入氨基酸Y)上述缩合反应结束后取出树脂,用DMF洗涤,加入1.819gFmoc-Tye (tBu) -OH, 2.473g PyB0P、0.642g HOBt 和 1.3mL DIEA,搅拌 10 分钟后移入多肽合成仪进行缩合反应,经茚三酮显色反应检测,Fmoc-Tye (tBu) -OH反应完全后结束反应。
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