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      物理交聯法制備多種殼聚糖水凝膠

      時間:2021-01-11 11:11:35       瀏覽:714

      西安瑞禧生物科技有限公司可供應多種水凝膠系列產品,如明膠水凝膠、溫水凝膠、多糖水凝膠、透明質酸水凝膠、葡聚糖水凝膠、共聚物水凝膠、MOFs水凝膠等,以及定制合成智能型、環境響應型、水凝膠載藥型、生物水凝膠等。

       

      水凝膠因其具有三維網狀結構且含有親水基團,能夠吸收大量的水分而溶脹,使水凝膠具有優良的保水性質。同時還有良好的生物相容性,能夠廣泛應用。

      殼聚糖是由2-氨基-2-脫氧-葡萄糖通過1,4糖苷鍵連結的帶正電荷的直鏈多糖。其分子鏈上分布著許多羥基、氨基及N-乙酰氨基,這些基團之間可形成分子間及分子內氫鍵,使得殼聚糖在有機溶劑、水和堿中難以溶解。而在稀酸溶液中,由于氨基質子化后破壞了分子內的氫鍵作用,使殼聚糖能夠溶解。

      殼聚糖水凝膠作為藥物的載體,不僅有優良的生物相容性和可降解性,還可將藥物裝載在殼聚糖水凝膠內以便于運送到作用部位再釋放,從而使藥物能在靶區快速達到所需藥物濃度,減少藥物的損失并提高療效,還可減少藥物對正常組織造成的毒副作用。

      殼聚糖水凝膠的物理制備方法:

      殼聚糖形成水凝膠,重要的是分子之間發生交聯作用,這種交聯作用可通過物理方法或化學方法實現。其物理交聯法是利用分子內部及分子間的物理作用使得殼聚糖溶液凝膠化。

       

      物理交聯法制備:

      是通過分子間的作用力,使殼聚糖分子形成交聯的網狀結構從而形成水凝膠。通過加入離子化合物﹑聚電解質復合物增強分子間靜電相互作用可以實現殼聚糖分子之間的物理交聯,另外也可以利用殼聚糖分子之間存在的疏水作用達到物理交聯的目的。

      (1) 陰離子小分子制備殼聚糖水凝膠

      使用帶有負電荷的甘油磷酸鈉分子,可成功制備殼聚糖(Chitosan,CS)/ aβ-甘油磷酸鈉( a3-sodium glycerophosphate,x3-GP)溫敏水凝膠。α3-GP帶有負電荷,與殼聚糖上質子化后的氨基發生靜電相互作用,最終使殼聚糖凝膠化。

      除甘油磷酸鈉外﹐其他如硫酸鹽﹑檸檬酸鹽和三聚磷酸鹽等也可與殼聚糖上質子化后的氨基發生靜電相互作用從而形成水凝膠。

      (2) 金屬離子制備殼聚糖水凝膠

      不同于陰離子分子與殼聚糖質子化后的氨基之間的靜電作用,金屬離子與殼聚糖分子之間通過配位鍵合方式實現殼聚糖的凝膠化。配位鍵合的作用力相比靜電作用更強﹐而且環境pH值的變化并不影響殼聚糖分子與金屬離子之間的配位作用,所以形成的殼聚糖水凝膠更加穩定。

      (3) 使用聚電解質復合物制備殼聚糖水凝膠

      聚電解質復合物是兩種帶相反電荷的聚電解質在水介質中通過靜電作用形成的。殼聚糖是帶有正電荷的聚電解質,可與水溶性的陰離子大分子形成聚電解質﹐而陰離子大分子可大致分為天然高分子和合成聚合物。

      (3.1) 天然高分子制備殼聚糖水凝膠

      陰離子大分子如海藻酸鈉帶有大量的負電荷,可以與富含正電荷的殼聚糖發生作用,形成聚電解質。用殼聚糖/海藻酸鈉水凝膠作為去鐵胺(DFO)的藥物載體,以此來克服去鐵胺在人體內難以吸收以及在血液中半衰期非常短的局限,延長其在體內的作用時間。研究表明載有DFO的殼聚糖/海藻酸鈉水凝膠可控制DFO的釋放;在最初的1 h內快速釋放46%的藥量,而后緩慢持續釋放,至48 h后釋藥量達到74%并且釋放曲線呈平穩趨勢。

      透明質酸作為優良的保水天然物質,也可廣泛應用于殼聚糖水凝膠的研究中,除此之外,其他天然高分子如膠原蛋白、明膠、膠質和硫酸葡聚糖等也可進行應用。

      (3.2) 合成聚合物制備殼聚糖水凝膠

      聚乙烯醇(PVA)作為水溶性聚合物,有生物相容性的優點,同時聚乙烯醇的引入可增強殼聚糖水凝膠的機械強度。合成的殼聚糖/聚乙烯醇水凝膠具有溫度敏感性,37℃下2.5 min內會發生溶膠-凝膠轉變而形成水凝膠。將該水凝膠作為紫杉醇的載體,研究藥物的體外釋放行為,結果發現紫杉醇溶液在12 h內完全釋放,而用該殼聚糖水凝膠作為紫杉醇載體,持續釋放13天后釋放量達到82.46%,呈現平穩持續的釋放行為。

       

      聚乙二醇(PEG)是水溶性的無毒聚合物,被廣泛應用于生物醫藥領域。

      報道有一種聚乙二醇接枝的殼聚糖水凝膠用于牛血清白蛋白(BSA)的釋放體系。用酪胺修飾的聚乙二醇接枝到殼聚糖骨架上,不僅增強了殼聚糖的溶解性,而且通過分子間的交聯形成了三維的網狀結構,成功制備了水凝膠。

      將聚乙二醇鏈的兩端接上環氧結構,將其作為交聯劑與殼聚糖交聯形成水凝膠。用類似的方法,聚乙二醇鏈兩端氧化成醛基,再利用醛基與殼聚糖鏈上氨基的化學反應從而形成水凝膠。除了常用的聚乙烯醇和聚乙二醇外﹐其他的聚合物也有研究者報道,殼聚糖/聚甲基丙烯酸水凝膠、丙烯酸接枝殼聚糖水凝膠(ACSG)等。

       

      (4) 疏水作用制備殼聚糖水凝膠

      制備了殼聚糖/聚乙烯醇/碳酸氫鈉(CS/PVA/NaHCO)溫敏水凝膠。當環境溫度升高到37℃時,體系內部氫鍵作用力減弱,水分子不能緊密結合在殼聚糖分子周圍,同時暴露出疏水片斷,殼聚糖分子因疏水作用而結合,轉變為凝膠。

       

      文章殼聚糖水凝膠關鍵詞定制:

      殼聚糖水凝膠

      殼聚糖/ aβ-甘油磷酸鈉溫敏水凝膠

      CS/ aβ-x3-GP溫敏水凝膠

      硫酸鹽/殼聚糖水凝膠

      檸檬酸鹽/殼聚糖水凝膠

      三聚磷酸鹽/殼聚糖水凝膠

      金屬離子/殼聚糖水凝膠

      殼聚糖/海藻酸鈉水凝膠

      載有去鐵胺DFO的殼聚糖/海藻酸鈉水凝膠

      殼聚糖/透明質酸水凝膠

      殼聚糖/膠原蛋白水凝膠

      殼聚糖/明膠水凝膠

      殼聚糖/膠質水凝膠

      殼聚糖/硫酸葡聚糖水凝膠

      合成聚合物/殼聚糖水凝膠

      殼聚糖/聚乙烯醇水凝膠

      聚乙二醇接枝的殼聚糖水凝膠

      殼聚糖/聚甲基丙烯酸水凝膠

      丙烯酸接枝殼聚糖水凝膠(ACSG)

      殼聚糖/聚乙烯醇/碳酸氫鈉(CS/PVA/NaHCO)溫敏水凝膠

       

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