一種天然緩釋多效醫用海綿及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫用海綿加工技術領域，具體而言，涉及具有較好的親水性、生物相容性以及環境可降解性的天然緩釋多效醫用海綿及其制備方法。
【背景技術】
[0002]現有的醫用海綿種類繁多，以海綿的材質進行分類，可分為合成類和生物類。利用高分子材料，可經過不同的制備工藝，得到多種形式海綿。聚氨酯、聚乳酸和聚乙烯醇是合成高分子海綿中發展最為良好的材料。
[0003]目前研宄較多的生物海綿的材料來源主要包括膠原、甲殼素及其衍生物、海藻酸鹽等。天然的生物高分子材料具有可降解的特點，且不同的材料具有其獨特的生物活性，是醫藥材料領域中未來發展的一個重要趨勢。其中，膠原是主要的細胞外基質成分，具有三股螺旋結構，能為細胞提供一個適宜的環境，促進細胞的黏附、增殖，具有生物活性高、生物相容性好的特點。膠原蛋白還具有可以與血小板凝聚從而促進止血、原生組織再生等優點，對皮膚創傷的修復有較強的促進作用。由膠原蛋白制成的膠原海綿具有多孔結構，黏附性好，其分子中含有大量的羥基使得其親水及吸水性良好。但純膠原海綿也存在一些缺陷:潮濕環境中易受細菌侵蝕而變質；機械性能較差；降解速率過快等。常在膠原海綿中添加一些活性藥物發揮藥理效果，并對材料進行物理或化學的改性以提高海綿的機械性能。
[0004]在各種具有生物活性的藥物分子中，不乏許多疏水性的藥物以及易揮發的藥物。疏水性的藥物難以與膠原均勻共混，而揮發性的藥物作用時間短，需頻繁換藥。本方法選用具有疏水螺旋腔以及親水表面的氧化直鏈淀粉作為載體分子，包合具有疏水基團的藥物，以達到緩釋、保護、增溶的效果。將疏水性藥物制備為可溶性包合物后，添加到膠原中發揮其生物活性，此法可進一步拓展膠原在醫用海綿中的應用。
[0005]直鏈淀粉為右手螺旋結構的多羥基高分子，來源廣泛，價格低廉。其作為重要的工業原料，在食品、醫療、造紙、紡織、包裝等多個領域里都有廣泛應用。直鏈淀粉分子的螺旋腔內可包合疏水性的化合物，起到穩定、抗氧化、掩蓋氣味、緩釋等作用。直鏈淀粉的螺旋結構為長鏈螺旋結構，此螺旋還具有溫度響應性，在溫度升高到一定程度時直鏈淀粉分子鏈會伸展，從而釋放包合在其內部的化合物，溫度降低，其螺旋結構又會恢復。因而本方法采用直鏈淀粉作為載體分子，制備溫度控釋的包合物。然而，直鏈淀粉分子在水中容易發生締合從而聚沉，水溶性低，限制了其應用。為了提高直鏈淀粉在水中的溶解性和穩定性，本方法先對直鏈淀粉進行氧化，而后采用氧化直鏈淀粉作為載體分子包合疏水性藥物分子，起到保護、緩釋和增溶的作用，再與膠原交聯，制備天然緩釋多效醫用海綿。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種具有多種生物活性的醫用海綿及其制備方法，尤其是一種天然、環保、具有緩釋作用的多效醫用海綿的制備方法。
[0007]本發明的技術解決方案是:一種天然緩釋多效醫用海綿，其制備方法如下: (1)直鏈淀粉的氧化改性:將直鏈淀粉與30%過氧化氫按質量比1:(0.2-0.7)混合均勻，然后按硫酸銅與直鏈淀粉質量比為1: (2000~3000)的比例向反應物中加入1%的硫酸銅水溶液，混合均勻后在70°C ~80°C條件下反應10~20min，然后加入5~15倍直鏈淀粉重量的去離子水，在70°C ~80°C條件下反應20~40min，經無水乙醇沉淀后干燥得到氧化直鏈淀粉；
(2)氧化直鏈淀粉包合物的制備:將氧化直鏈淀粉加入到3~10倍重量的去離子水中，加熱到50°C ~60°C，向其中迅速加入需要緩釋的藥物，在室溫下攪拌反應5~15min，得到包合物溶液；
(3)膠原基緩釋多效醫用海綿的制備:用0.05mol/L的醋酸溶液溶解膠原制備質量濃度為0.6-1.2%的膠原溶液，按膠原與氧化直鏈淀粉質量比為1: (3~10)的比例向包合物溶液中加入膠原溶液，室溫下攪拌l~5h，冷凍干燥后得到天然緩釋多效醫用海綿；
其中，所述藥物為具有疏水結構的可包合于直鏈淀粉螺旋結構中的，具有抗菌、消炎、鎮痛作用的醫用藥物。所述藥物與氧化直鏈淀粉質量比為1: (2~100)。
[0008]本發明的優點可歸納概括如下:
(I)本發明采用兩步法制備氧化直鏈淀粉，氧化反應深入到淀粉顆粒內部，得到的氧化直鏈淀粉羧基含量高，水溶性好，在水溶液中的穩定性較原直鏈淀粉大大增強。
[0009](2)采用氧化后的直鏈淀粉包合藥物分子，起到緩釋、保護和增溶的作用。藥物的疏水基團通過疏水作用力進入到氧化直鏈淀粉分子的疏水螺旋結構內，從而起到緩釋和保護的作用。所制備的包合物還具有溫度響應性，隨著溫度的升高，氧化直鏈淀粉分子伸展從而釋放出包合物，溫度降低，分子恢復螺旋結構。
[0010](3)氧化直鏈淀粉中的醛基在醋酸的催化下與膠原中的氨基發生Schiff堿反應，分子間發生交聯，可提高膠原海綿的機械性能。
[0011](4)本發明制得的天然緩釋多效醫用海綿根據所包合藥物的不同可發揮不同生物活性，材料的生物相容性、可降解性、親水性良好，還具備緩釋和溫度控釋的特點，在醫藥行業具備很大的應用前景。
【具體實施方式】
[0012]下面給出本發明的四個實施例，通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是，實施例只用于對本發明進行進一步的說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據上述本發明的內容做出一些非本質的改進和調整。
[0013]實施例一
稱取干燥的直鏈淀粉30g，加入8mL 30%的過氧化氫，ImL 1%的硫酸銅水溶液，混合均勻，在75°C條件下反應20min，向反應物中加入200mL的去離子水，在80°C條件下反應20min，經過無水乙醇沉淀，冷凍干燥得到氧化直鏈淀粉。取0.3g氧化直鏈淀粉加入1.5mL的去離子水中，加熱到55°C，向其中迅速加入0.06mL的茴香烯，在室溫下攪拌反應15min，得到包合物溶液。將質量為0.1g的膠原用0.05mol/L的醋酸溶解，使膠原的質量濃度為0.6%，將包合物溶液與膠原溶液混合并在室溫下攪拌2h，將混合液經過冷凍干燥得到海綿
τ?: 口廣PR ο
[0014]實施例二
稱取干燥的直鏈淀粉30g，加入1mL 30%的過氧化氫，1.2mL 1%的硫酸銅水溶液，混合均勾，在70°C條件下反應10~20min，向反應物中加入300mL的去離子水，在75°C條件下反應30min，經過無水乙醇沉淀，冷凍干燥得到氧化直鏈淀粉。取0.3g氧化直鏈淀粉加入2.5mL的去離子水中，加熱到50°C，向其中迅速加入0.05mL的芳樟醇，在室溫下攪拌反應lOmin，得到包合物溶液。將質量為0.1g的膠原用0.05mol/L的醋酸溶解，使膠原的質量濃度為0.8%，將包合物溶液與膠原溶液混合并在室溫下攪拌3h，將混合液經過冷凍干燥得到海綿
τ?: 口廣PR ο
[0015] 實施例三
稱取干燥的直鏈淀粉30g，加入1mL 30%的過氧化氫，1.3mL 1%的硫酸銅水溶液，混合均勻，在80°C條件下反應10~20min，向反應物中加入250mL的去離子水，在70°C條件下反應25min，經過無水乙醇沉淀，冷凍干燥得到氧化直鏈淀粉。取0.3g氧化直鏈淀粉加入2mL的去離子水中，加熱到55°C，向其中迅速加入0.02mL的肉桂醛，在室溫下攪拌反應8min，得到包合物溶液。將質量為0.1g的膠原用0.05mol/L的醋酸溶解，使膠原的質量濃度為1%，將包合物溶液與膠原溶液混合并在室溫下攪拌4h，將混合液經過冷凍干燥得到海綿產品。
【主權項】
1.一種天然緩釋多效醫用海綿，其特征在于制備方法如下: (1)直鏈淀粉的氧化改性:將直鏈淀粉與30%過氧化氫按質量比1:(0.2-0.7)混合均勻，然后按硫酸銅與直鏈淀粉質量比為1: (2000~3000)的比例向反應物中加入1%的硫酸銅水溶液，混合均勻后在70°C ~80°C條件下反應10~20min，然后加入5~15倍直鏈淀粉重量的去離子水，在70°C ~80°C條件下反應20~40min，經無水乙醇沉淀后干燥得到氧化直鏈淀粉； (2)氧化直鏈淀粉包合物的制備:將氧化直鏈淀粉加入到3~10倍重量的去離子水中，加熱到50°C ~60°C，向其中迅速加入需要緩釋的藥物，在室溫下攪拌反應5~15min，得到包合物溶液； (3)膠原基緩釋多效醫用海綿的制備:用0.05mol/L的醋酸溶液溶解膠原制備質量濃度為0.6-1.2%的膠原溶液，按膠原與氧化直鏈淀粉質量比為1: (3~10)的比例向包合物溶液中加入膠原溶液，室溫下攪拌l~5h，冷凍干燥后得到天然緩釋多效醫用海綿； 所述藥物為具有疏水結構的可包合于直鏈淀粉螺旋結構中的，具有抗菌、消炎、鎮痛作用的醫用藥物。
2.根據權利要求1所述的天然緩釋多效醫用海綿，其特征在于所述藥物與氧化直鏈淀粉質量比為1: (2~100)。
【專利摘要】本發明涉及一種天然緩釋多效醫用海綿及其制備方法。本方法首先采用過氧化氫為氧化劑、硫酸銅為催化劑，將直鏈淀粉進行部分氧化；按藥物與氧化直鏈淀粉質量比為1:(2~100)的比例向氧化直鏈淀粉的水溶液中加入需要緩釋的藥物，在室溫下攪拌反應得到包合物溶液；用醋酸溶液溶解膠原得到膠原溶液，之后將包合物溶液與膠原溶液混合，冷凍干燥后得到天然緩釋多效醫用海綿。本發明采用膠原作為醫用海綿的基礎材料，具有較好的親水性、生物相容性以及可降解性。本發明制得的天然緩釋多效醫用海綿具有多種生物活性且具備緩釋和溫度控釋的特點，在醫藥行業具有良好的應用前景。
【IPC分類】A61L15-42, A61L15-44, A61L15-32, A61L15-28
【公開號】CN104784738
【申請號】CN201510154039
【發明人】穆暢道, 周穎, 葛黎明, 李德富, 呂永博, 曾鈺
【申請人】四川大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月3日