完全水溶的温度敏感的羟丙基甲壳素的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种完全水溶的温度敏感的羟丙基甲壳素的制备方法，属于天然生物高分子材料领域，也属于生物医用材料领域。
【背景技术】
[0002]甲壳素是继纤维素之后资源第二丰富的天然高分子材料，具有优良的生物相容性、生物可降解性，在生物医学领域有广泛的潜在应用价值。然而由于其不溶于水及普通溶剂，其加工和应用受到很大限制，目前主要是先脱乙酰化成壳聚糖再进行应用。
[0003]类似纤维素，可通过对甲壳素进行化学修饰，在甲壳素主链上引入侧基，降低甲壳素的结晶度，从而提高甲壳素的水溶性。同样由于甲壳素不溶于水及普通溶剂，造成反应不完全，侧基分布不均匀，从而影响产物的水溶性及其他性质。
[0004]温度敏感高分子，特别是加热条件下可凝胶化的高分子在生物医学领域有重要用途。这些材料可作为可注射水凝胶用于药物及细胞的包埋、保护和输送，可作为三维细胞支架材料用于组织工程和组织修复。甲壳素具有良好的生物相容性，更重要的是可在体内生物降解，因此基于甲壳素的温敏可注射水凝胶将是理想的药物载体和细胞支架材料。
【发明内容】
[0005]本发明使用甲壳素的一种水性绿色良溶剂溶解甲壳素，并在此溶剂中用环氧丙烷对甲壳素进行修饰，得到能完全溶于水的羟丙基甲壳素。通过改变环氧丙烷和甲壳素的投料比，可随意调节产物的取代度。这些产物在水中都能完全溶解。更重要的是，本发明合成的羟丙基甲壳素水溶液在加热条件下能实时凝胶化，凝胶化温度可在20摄氏度-90摄氏度之间进行调节。
[0006]本发明制备羟丙基甲壳素的步骤为2步。
[0007]首先将甲壳素溶解在水性溶剂中。所使用的水性溶剂为5wt%-20wt%的碱。碱可为氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾等。
[0008]第二步将环氧丙烷加入到甲壳素溶液，恒温下搅拌反应一定时间，即得羟丙基甲壳素。
【附图说明】
[0009]图1、羟丙基甲壳素的核磁共振谱图。
[0010]图2、羟丙基甲壳素的红外光谱图。
[0011]图3、羟丙基甲壳素溶液加热时凝胶化、降温又液化的照片。
[0012]图4、羟丙基甲壳素溶液温敏凝胶化过程的流变学表征。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但本发明并不限于下列实施例。
[0014]实施例1:
[0015]称取3g甲壳素溶解于300mL 10% NaOH中。加入48g环氧丙烷，在35摄氏度下搅拌反应10小时。得到取代度为1.23的羟丙基甲壳素。其核磁共振谱图如图1所示，其红外光谱图如图2所示。
[0016]实施例2:
[0017]取实施例1中制备的羟丙基甲壳素，配制浓度为1.5wt%的水溶液。在45摄氏度水浴中稍加热即发生凝胶化，降温后又重新液化，如图3所示。用流变仪对其凝胶化过程进行表征，如图4所示。其凝胶化温度为约35摄氏度。
[0018]实施例3:
[0019]称取3g甲壳素溶解于300mL 10% NaOH中。加入6g环氧丙烧，在35摄氏度下搅拌反应10小时。得到取代度为0.25的羟丙基甲壳素。其凝胶化温度为约81摄氏度。
[0020]实施例4:
[0021]称取3g甲壳素溶解于300mL 10% NaOH中。加入24g环氧丙烷，在35摄氏度下搅拌反应10小时。得到取代度为0.94的羟丙基甲壳素。其凝胶化温度为约64摄氏度。
[0022]实施例5:
[0023]称取3g甲壳素溶解于300mL 10% NaOH中。加入96g环氧丙烷，在35摄氏度下搅拌反应10小时。得到取代度为1.29的羟丙基甲壳素。其凝胶化温度为约22摄氏度。
【主权项】
1.一种制备羟丙基甲壳素的方法，其特征在于使用一种能很好地溶解甲壳素的绿色水性溶剂作为甲壳素和环氧丙烷的反应介质。
2.—种制备羟丙基甲壳素的方法，其特征在于得到的羟丙基甲壳素可在水中完全溶解。
3.一种制备羟丙基甲壳素的方法，其特征在于羟丙基甲壳素的取代度可通过环氧丙烷/甲壳素投料比进行控制。
4.一种制备羟丙基甲壳素的方法，其特征在于得到的羟丙基甲壳素具有温敏性，其水溶液在加热条件下可凝胶化。
5.一种制备羟丙基甲壳素的方法，其特征在于得到的羟丙基甲壳素的凝胶化温度可在20-90°C之间进行调控。
6.权利要求1中所用的水性溶剂为5%-2(^1:%碱溶液。
【专利摘要】本发明涉及一种可完全水溶并且温度敏感的甲壳素衍生物羟丙基甲壳素的制备。甲壳素由于不溶于水及普通溶剂，其加工和应用受到很大限制。本发明使用甲壳素的一种水性绿色良溶剂溶解甲壳素，并在此溶剂中用环氧丙烷对甲壳素进行修饰，得到能完全溶于水的羟丙基甲壳素。通过改变环氧丙烷和甲壳素的投料比，可随意调节产物的取代度。这些产物在水中都能完全溶解。更重要的是，本发明合成的羟丙基甲壳素水溶液在加热条件下能实时凝胶化，其凝胶化温度可在20摄氏度-90摄氏度之间进行调节。由于甲壳素良好的生物相容性和生物降解性，本发明制备的羟丙基甲壳素温敏可注射水凝胶将是理想的药物载体和细胞支架材料。
【IPC分类】C08B37-08
【公开号】CN104761658
【申请号】CN201510180986
【发明人】张拥军, 李冲, 关英
【申请人】南开大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月14日