一种天然缓释多效医用海绵及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医用海绵加工技术领域，具体而言，涉及具有较好的亲水性、生物相容性以及环境可降解性的天然缓释多效医用海绵及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有的医用海绵种类繁多，以海绵的材质进行分类，可分为合成类和生物类。利用高分子材料，可经过不同的制备工艺，得到多种形式海绵。聚氨酯、聚乳酸和聚乙烯醇是合成高分子海绵中发展最为良好的材料。
[0003]目前研宄较多的生物海绵的材料来源主要包括胶原、甲壳素及其衍生物、海藻酸盐等。天然的生物高分子材料具有可降解的特点，且不同的材料具有其独特的生物活性，是医药材料领域中未来发展的一个重要趋势。其中，胶原是主要的细胞外基质成分，具有三股螺旋结构，能为细胞提供一个适宜的环境，促进细胞的黏附、增殖，具有生物活性高、生物相容性好的特点。胶原蛋白还具有可以与血小板凝聚从而促进止血、原生组织再生等优点，对皮肤创伤的修复有较强的促进作用。由胶原蛋白制成的胶原海绵具有多孔结构，黏附性好，其分子中含有大量的羟基使得其亲水及吸水性良好。但纯胶原海绵也存在一些缺陷:潮湿环境中易受细菌侵蚀而变质；机械性能较差；降解速率过快等。常在胶原海绵中添加一些活性药物发挥药理效果，并对材料进行物理或化学的改性以提高海绵的机械性能。
[0004]在各种具有生物活性的药物分子中，不乏许多疏水性的药物以及易挥发的药物。疏水性的药物难以与胶原均匀共混，而挥发性的药物作用时间短，需频繁换药。本方法选用具有疏水螺旋腔以及亲水表面的氧化直链淀粉作为载体分子，包合具有疏水基团的药物，以达到缓释、保护、增溶的效果。将疏水性药物制备为可溶性包合物后，添加到胶原中发挥其生物活性，此法可进一步拓展胶原在医用海绵中的应用。
[0005]直链淀粉为右手螺旋结构的多羟基高分子，来源广泛，价格低廉。其作为重要的工业原料，在食品、医疗、造纸、纺织、包装等多个领域里都有广泛应用。直链淀粉分子的螺旋腔内可包合疏水性的化合物，起到稳定、抗氧化、掩盖气味、缓释等作用。直链淀粉的螺旋结构为长链螺旋结构，此螺旋还具有温度响应性，在温度升高到一定程度时直链淀粉分子链会伸展，从而释放包合在其内部的化合物，温度降低，其螺旋结构又会恢复。因而本方法采用直链淀粉作为载体分子，制备温度控释的包合物。然而，直链淀粉分子在水中容易发生缔合从而聚沉，水溶性低，限制了其应用。为了提高直链淀粉在水中的溶解性和稳定性，本方法先对直链淀粉进行氧化，而后采用氧化直链淀粉作为载体分子包合疏水性药物分子，起到保护、缓释和增溶的作用，再与胶原交联，制备天然缓释多效医用海绵。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种具有多种生物活性的医用海绵及其制备方法，尤其是一种天然、环保、具有缓释作用的多效医用海绵的制备方法。
[0007]本发明的技术解决方案是:一种天然缓释多效医用海绵，其制备方法如下: (1)直链淀粉的氧化改性:将直链淀粉与30%过氧化氢按质量比1:(0.2-0.7)混合均匀，然后按硫酸铜与直链淀粉质量比为1: (2000~3000)的比例向反应物中加入1%的硫酸铜水溶液，混合均匀后在70°C ~80°C条件下反应10~20min，然后加入5~15倍直链淀粉重量的去离子水，在70°C ~80°C条件下反应20~40min，经无水乙醇沉淀后干燥得到氧化直链淀粉；
(2)氧化直链淀粉包合物的制备:将氧化直链淀粉加入到3~10倍重量的去离子水中，加热到50°C ~60°C，向其中迅速加入需要缓释的药物，在室温下搅拌反应5~15min，得到包合物溶液；
(3)胶原基缓释多效医用海绵的制备:用0.05mol/L的醋酸溶液溶解胶原制备质量浓度为0.6-1.2%的胶原溶液，按胶原与氧化直链淀粉质量比为1: (3~10)的比例向包合物溶液中加入胶原溶液，室温下搅拌l~5h，冷冻干燥后得到天然缓释多效医用海绵；
其中，所述药物为具有疏水结构的可包合于直链淀粉螺旋结构中的，具有抗菌、消炎、镇痛作用的医用药物。所述药物与氧化直链淀粉质量比为1: (2~100)。
[0008]本发明的优点可归纳概括如下:
(I)本发明采用两步法制备氧化直链淀粉，氧化反应深入到淀粉颗粒内部，得到的氧化直链淀粉羧基含量高，水溶性好，在水溶液中的稳定性较原直链淀粉大大增强。
[0009](2)采用氧化后的直链淀粉包合药物分子，起到缓释、保护和增溶的作用。药物的疏水基团通过疏水作用力进入到氧化直链淀粉分子的疏水螺旋结构内，从而起到缓释和保护的作用。所制备的包合物还具有温度响应性，随着温度的升高，氧化直链淀粉分子伸展从而释放出包合物，温度降低，分子恢复螺旋结构。
[0010](3)氧化直链淀粉中的醛基在醋酸的催化下与胶原中的氨基发生Schiff碱反应，分子间发生交联，可提高胶原海绵的机械性能。
[0011](4)本发明制得的天然缓释多效医用海绵根据所包合药物的不同可发挥不同生物活性，材料的生物相容性、可降解性、亲水性良好，还具备缓释和温度控释的特点，在医药行业具备很大的应用前景。
【具体实施方式】
[0012]下面给出本发明的四个实施例，通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
[0013]实施例一
称取干燥的直链淀粉30g，加入8mL 30%的过氧化氢，ImL 1%的硫酸铜水溶液，混合均匀，在75°C条件下反应20min，向反应物中加入200mL的去离子水，在80°C条件下反应20min，经过无水乙醇沉淀，冷冻干燥得到氧化直链淀粉。取0.3g氧化直链淀粉加入1.5mL的去离子水中，加热到55°C，向其中迅速加入0.06mL的茴香烯，在室温下搅拌反应15min，得到包合物溶液。将质量为0.1g的胶原用0.05mol/L的醋酸溶解，使胶原的质量浓度为0.6%，将包合物溶液与胶原溶液混合并在室温下搅拌2h，将混合液经过冷冻干燥得到海绵
τ?: 口广PR ο
[0014]实施例二
称取干燥的直链淀粉30g，加入1mL 30%的过氧化氢，1.2mL 1%的硫酸铜水溶液，混合均勾，在70°C条件下反应10~20min，向反应物中加入300mL的去离子水，在75°C条件下反应30min，经过无水乙醇沉淀，冷冻干燥得到氧化直链淀粉。取0.3g氧化直链淀粉加入2.5mL的去离子水中，加热到50°C，向其中迅速加入0.05mL的芳樟醇，在室温下搅拌反应lOmin，得到包合物溶液。将质量为0.1g的胶原用0.05mol/L的醋酸溶解，使胶原的质量浓度为0.8%，将包合物溶液与胶原溶液混合并在室温下搅拌3h，将混合液经过冷冻干燥得到海绵
τ?: 口广PR ο
[0015] 实施例三
称取干燥的直链淀粉30g，加入1mL 30%的过氧化氢，1.3mL 1%的硫酸铜水溶液，混合均匀，在80°C条件下反应10~20min，向反应物中加入250mL的去离子水，在70°C条件下反应25min，经过无水乙醇沉淀，冷冻干燥得到氧化直链淀粉。取0.3g氧化直链淀粉加入2mL的去离子水中，加热到55°C，向其中迅速加入0.02mL的肉桂醛，在室温下搅拌反应8min，得到包合物溶液。将质量为0.1g的胶原用0.05mol/L的醋酸溶解，使胶原的质量浓度为1%，将包合物溶液与胶原溶液混合并在室温下搅拌4h，将混合液经过冷冻干燥得到海绵产品。
【主权项】
1.一种天然缓释多效医用海绵，其特征在于制备方法如下: (1)直链淀粉的氧化改性:将直链淀粉与30%过氧化氢按质量比1:(0.2-0.7)混合均匀，然后按硫酸铜与直链淀粉质量比为1: (2000~3000)的比例向反应物中加入1%的硫酸铜水溶液，混合均匀后在70°C ~80°C条件下反应10~20min，然后加入5~15倍直链淀粉重量的去离子水，在70°C ~80°C条件下反应20~40min，经无水乙醇沉淀后干燥得到氧化直链淀粉； (2)氧化直链淀粉包合物的制备:将氧化直链淀粉加入到3~10倍重量的去离子水中，加热到50°C ~60°C，向其中迅速加入需要缓释的药物，在室温下搅拌反应5~15min，得到包合物溶液； (3)胶原基缓释多效医用海绵的制备:用0.05mol/L的醋酸溶液溶解胶原制备质量浓度为0.6-1.2%的胶原溶液，按胶原与氧化直链淀粉质量比为1: (3~10)的比例向包合物溶液中加入胶原溶液，室温下搅拌l~5h，冷冻干燥后得到天然缓释多效医用海绵； 所述药物为具有疏水结构的可包合于直链淀粉螺旋结构中的，具有抗菌、消炎、镇痛作用的医用药物。
2.根据权利要求1所述的天然缓释多效医用海绵，其特征在于所述药物与氧化直链淀粉质量比为1: (2~100)。
【专利摘要】本发明涉及一种天然缓释多效医用海绵及其制备方法。本方法首先采用过氧化氢为氧化剂、硫酸铜为催化剂，将直链淀粉进行部分氧化；按药物与氧化直链淀粉质量比为1:(2~100)的比例向氧化直链淀粉的水溶液中加入需要缓释的药物，在室温下搅拌反应得到包合物溶液；用醋酸溶液溶解胶原得到胶原溶液，之后将包合物溶液与胶原溶液混合，冷冻干燥后得到天然缓释多效医用海绵。本发明采用胶原作为医用海绵的基础材料，具有较好的亲水性、生物相容性以及可降解性。本发明制得的天然缓释多效医用海绵具有多种生物活性且具备缓释和温度控释的特点，在医药行业具有良好的应用前景。
【IPC分类】A61L15-42, A61L15-44, A61L15-32, A61L15-28
【公开号】CN104784738
【申请号】CN201510154039
【发明人】穆畅道, 周颖, 葛黎明, 李德富, 吕永博, 曾钰
【申请人】四川大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月3日