专利名称：一种pH敏感的木聚糖水凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种木聚糖水凝胶及其制备方法，适合用于药物控制释放体系、组织工程和细胞培养等领域。
背景技术：
目前，生物医学工程材料已受到各国科学家的极大关注，特别是以动植物为原料的材料，由此制备的环境敏感性水凝胶在生物医学领域和智能化药物缓释体系中的应用日益得到重视。由于智能水凝胶有含水量高，生物相容性好等优点，因而在生物技术，如药物控制释放体系、伤口包扎材料、组织工程支架和生物制药等方面得到广泛的研发与应用。pH敏感水凝胶是网络结构中含有可离解成离子的弱酸或弱碱基团的高分子水凝胶，它们根据环境PH的变化夺取或释放质子，产生不同的离子化程度，从而导致网络结构和电荷密度发生变化，影响介质对其扩散和渗透的能力，显示出PH敏感性。随着药物制剂技术向高效、低毒方向发展，靶向定位释放技术成为主要手段之一。采用对PH值有响应性的凝胶材料作为药物包埋基质，利用凝胶在不同PH值下溶胀度、渗透性能的不同，达到靶向给药，控制药物释放浓度的作用。PH响应性药物控制释放体系特别适合口服药物的控制释放，即利用人体消化道各环节PH值得不同可以控制药物在特定部位的释放。此体系特别适用于胃肠给药方式，同时对酸不稳定的药物还可以起到防酸保护作用。然而，目前所研究制备的智能水凝胶存在着的诸多缺点限制了它们在临床上的应用。例如目前所制备的智能水凝胶由于痕量毒性引发剂的残留而缺乏生物相容性，不易在生物体内降解。当药物释放完毕后，必须通过手术从生物体中取出残余水凝胶。另外，多数水凝胶的靶向定位效果比较差，与生物医药的发展不同步，不能满足生物医药的需求。木聚糖是一种重要的聚合糖，广泛存在于秸秆、草和硬木中，产量极其丰富，在木质纤维中含量为20-35%。木聚糖主链由β_1，4-糖苷键连接的木糖组成。木聚糖由于它特殊的分子结构，具有独特的生物活性和生理功能。木聚糖其亲水性优于纤维素和壳聚糖， 且具有良好的生物相容性、生物降解性和抗癌功效。有研究表明木聚糖在胃和小肠中被消化的极少，大部分被结肠部位的厌氧菌(例如双歧杆菌)利用，更有利于药物的靶向定位释放和木聚糖水凝胶的降解和消化，因此木聚糖水凝胶在药物控制释放载体中的应用前景会十分广阔。
发明内容
为了克服现有技术缺乏生物相容性和靶向定位效果比较差的不足，本发明提供一种pH响应型水凝胶及其制备方法，该水凝胶具有灵敏的pH敏感性、良好的生物相容性和降解性，该水凝胶的制备采用安全无毒引发剂，工艺简单，不需要特殊设备，工业化实施容易。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种PH敏感的木聚糖水凝胶，其分子式结构如下所示，木糖单元中的羟基接枝丙烯酸，交联是随机平等的，η >0且η值不唯一，a彡0，b彡0，n、a、b不同时为零。
权利要求
1. 一种pH敏感的木聚糖水凝胶，其特征在于其分子式结构如下所示，木糖单元中的羟基接枝丙烯酸交联是随机平等的，η彡0且η值不唯一，a彡0，b彡0，n、a、b不同时为零，
2.—种权利要求1所述pH敏感的木聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于包括下述步骤(1)按照木聚糖与蒸馏水的质量比为1 5-100，将木聚糖充分溶解于蒸馏水中，加入木聚糖质量1 % -20 %的N，N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂，继续溶解充分，制得木聚糖和交联剂混合液；(2)将木聚糖质量6%-240%的过氧化氢和2% -40%的抗坏血酸混合，置于20-80°C 水浴中勻速搅拌，之后加入木聚糖质量100% -2000%的丙烯酸，引发0. 5min-lh，制得丙烯酸引发溶液；(3)将步骤(1)的木聚糖和交联剂混合液加入到步骤( 的丙烯酸引发溶液中，持续搅拌，直至体系粘稠至不能搅拌，得到粗凝胶，将粗凝胶取出干燥；(4)将所得粗凝胶置于蒸馏水中浸泡，直至凝胶中丙烯酸单体及均聚物去除率达90% 以上为止。
3.根据权利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于所述步骤 (3)将丙烯酸引发溶液加入到木聚糖和交联剂混合液中。
4.根据权利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于所述木聚糖与丙烯酸的质量比为1 6-9。
5.根据权利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于所述N， N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂的用量为木聚糖质量的2% -4%。
6.根据权利要求2所述的pH敏感的木聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于所述过氧化氢用量为木聚糖质量的50-100%，抗坏血酸用量为木聚糖质量的5-10%。
全文摘要
本发明公开了一种pH敏感的木聚糖水凝胶及其制备方法，将木聚糖充分溶解于蒸馏水中，加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂制得木聚糖和交联剂混合液；将过氧化氢和抗坏血酸混合后加入丙烯酸，引发制得丙烯酸引发溶液；将木聚糖和交联剂混合液加入到丙烯酸引发溶液中得到粗凝胶，将粗凝胶取出干燥；将所得粗凝胶置于蒸馏水中浸泡，直至凝胶中丙烯酸单体及均聚物去除率达90％以上为止。该水凝胶具有灵敏的pH敏感性、良好的生物相容性和降解性，该水凝胶的制备采用安全无毒引发剂，工艺简单，不需要特殊设备，工业化实施容易。
文档编号C08F4/40GK102391429SQ20111027473
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者孙晓锋, 王海洪 申请人:西北工业大学