本发明涉及一种温敏型水凝胶产品，具体地说 是一种京尼平交联的温敏型可注射 壳聚糖凝胶产品。 背景技术

温敏水凝胶是一种能够对温度变化做出溶液 -凝胶转变响应的智能材料。 通过控 制其相变温度与人体体温匹配， 即可得到温敏型可注射水凝胶： 低温时是可流动的液 体， 当注射到人体目标位置后， 在生理环境中会快速固化形成水凝胶。温敏水 凝胶的 温敏特性使其具有如下特点 1 )低温时溶液易于药物或细胞混合， 升温后凝胶可将药 物或细胞固定； 2)可通过注射等方式将混有药物或细胞的溶液� ��入体内组织； 3 )可 实现药物的缓控释 (Li Z, Guan J. Thermo sensitive hydrogels for drug delivery. Expert Opin Drug Deliv. 2011, 8(8): 991-1007)。 除此之外， 温敏凝胶还具有水凝胶共有的特 点， 即高含水特性使其具有与细胞外基质 (由胶原、 多糖、 糖蛋白等大分子构成的水 凝胶体系)类似的 "软" "湿"环境、 粘弹性和物质递送等特性 （Chen YM， Ogawa R, Kakugo A, et al. Dynamic cell behavior on synthetic hydrogels with different charge densities. Soft Matter, 2009, 5:1804 - 1811 )。 基于以上特性， 温敏水凝胶近年来被广泛 应用药物传递、 组织工程支架等生物医学领域（Hoffman AS. Hydrogels for biomedical applications. Adv Drug Deliv Rev. 2002, 54(1):3-12. Nicodemus GD, Bryant SJ. Cell encapsulation in biodegradable hydrogels for tissue engineering applications. Tissue Eng Part B Rev. 2008, 14(2): 149-65. Balakrishnan B, Banerjee R. Biopolymer-based hydrogels for cartilage tissue engineering. Chem Rev. 2011, lll(8):4453-74. )。

制备温敏水凝胶的材料按其来源可分为天然和 合成两大类。其中， 天然高分子水 凝胶在物理结构和化学行为上与细胞外基质更 相似，而成为在生物医学工程中备受瞩 目的生物材料 (Drury JL, Mooney DJ. Hydrogels for tissue engineering: scaffold design variables and applications. Biomaterials, 2003, 24(24):4337-4351 温敏水凝胶的制备方 法主要有化学法和物理法两种。化学法又包括 化学交联和接枝修饰。化学法由于交联 剂或接枝修饰催化剂对生物体有毒或难以除去 而使其应用受到限制 （Huh KM, Cho YW， Chung H, et al. Supramolecular hydro gel formation based on inclusion complexation between poly(ethylene glycol)-modified chitosan and alpha-cyclodextrin. Macro mo 1 Biosci. 2004, 4(2):92-99 物理法主要是通过氢键、 疏水相互作用等成凝胶。 物理法凝胶因 强度低而使其应用受到限制 （Bao G. and Suresh S.， Cell and molecular mechanics of biological materials 2003: Nat Mater. 2(ll):715-25)。 发明内容

针对上述问题，本发明提出用从京尼平甙中分 离获得的天然交联剂京尼平交联天 然阳离子多糖壳聚糖，发明了一种温敏可注射 型壳聚糖水凝胶，在保证水凝胶强度的 前提下， 解决了交联剂毒性的问题。

技术方案

本发明的温敏型可注射壳聚糖水凝胶产品， 该产品货架期是由两种溶液（溶液 A 与溶液 B) 分别保存， 使用前在室温下将 A、 B两种溶液按体积比 5:1-1 :1 的比例混 合， 混合后的溶液在室温下 （温度低于 25°C ) 为溶液态， 当温度升至 28-42 °C时， 1 小时内变为凝胶态。 其中， 产品中主要含有三大类组分：

组分 1 为壳聚糖， 产品中壳聚糖浓度为 2.0-25.0g/L;

组分 2 为钠盐， 产品中钠盐浓度为 0.5-10.0g/L _;

组分 3 为京尼平， 产品中京尼平浓度为 0.5-5.0g/L;

溶液 A为 pH 6.0-7.4 的酸溶液、 生理盐水或蒸馏水；

溶液 B 为生理盐水或蒸馏水；

其中， 组分 1 溶于溶液 A中， 组分 3 溶于溶液 B 中， 组分 2 溶于溶液 A中或 溶于溶液 B 中。

溶液 A与溶液 B混合后的溶液 pH介于 6.0-7.4。 混合后的溶液在 4-25 °C下为溶 液态， 当温度升至 28-42 °C时， 2分钟 -1 小时变为凝胶态。

产品中的壳聚糖分子量为 10-1000 kDa，脱乙酰度为 50-98%。壳聚糖为部分亲水、 部分疏水。

产品中的钠盐可以是碳酸氢钠、磷酸钠、硫酸 钠或亚硫酸钠中的一种或二种以上。 产品中溶解壳聚糖用的酸溶液为乙酸水溶液、 乙酸-乙酸钠缓冲液或盐酸溶液。 产品在使用时， 4-25°C下以溶液态通过滴入、 注射、 或内窥镜引入等方式直接注 入离体或在体的生物组织、 器官或体腔中。

产品可作为细胞或药物的包埋载体， 用于组织工程领域或药物释放系统。

所述的细胞是动物来源或人源的软骨细胞、 纤维软骨细胞、韧带成纤维细胞、 皮 肤成纤维细胞、 肌腱细胞、 肌纤维母细胞、 间质干细胞、 或角质细胞。

所述的药物是止痛药、 麻醉药、 抗菌药物、 抗生素、 抗烫烧伤药、 抗抑郁药、 抗 皮炎药、 抗霉菌药物、 抗组胺药、 抗角化症药、 抗炎药， 抗刺激剂， 抗菌剂， 抗真菌 剂、 抗氧化药、 抗寄生虫药、 止痒剂、 抗牛皮癣药物、 抗皮脂溢剂、 抗病毒药物、 心 血管药物、 化疗药物、 皮质类固醇、 酶抑制剂、 激素、 类固醇、 非 体类抗炎剂、 孕 激素或维生素。

本发明的有益效果：

1、 本发明可注射型温敏水凝胶在 4-25°C下为溶液态， 当温度升至 28-42°C时， 原位定形成凝胶。 2、 本发明利用天然交联剂及天然多糖制备温敏型 可注射水凝胶， 制备的水凝胶 可作为药物载体及组织工程支架使用。

3、 本发明采用天然交联剂及天然多糖材料， 制备的水凝胶生物可降解、 生物相 容性好。 附图说明

图 1为温敏型可注射壳聚糖水凝胶的凝胶机理示� �图。

图 2为升温前后的温敏型可注射壳聚糖水凝胶照� �， 其中 a为溶液， b为水凝胶 (升温后）。

图 3为温敏型可注射壳聚糖水凝胶在 25 °C、 37°C、 45 °C的凝胶时间。

图 4为温敏型可注射壳聚糖水凝胶的流变性能。 具体实施方式

实施例 1

1、 将分子量为 60 kDa、 脱乙酰度为 50%的壳聚糖按 25.0g/L溶于蒸馏水中， 并 按 12.5g/L加入 Na ₂ S0 ₄ ， 搅拌 30 min， 得溶液 A保存；

2、 将京尼平按 12.5g/L溶于蒸馏水中， 搅拌 2 h得溶液 B保存；

3、 使用前将溶液 A与溶液 B于 4°C下按体积比 4: 1混合， 搅拌 lOmin, 升温至 37 °C , 50min后成凝胶， 凝胶中壳聚糖浓度为 20.0g/L， Na ₂ S0 ₄ 浓度为 10.0g/L， 京尼 平浓度为 2.5g/L (附图 2中的 A组）。

4、 将混合后的溶液置于 25 °C、 37°C、 45 °C水浴中， 一定时间后将装有混合溶液 的容器旋转 90°， 没有液体流出视为凝胶形成， 记录凝胶时间。 结果见图 3A。

用安东帕 MCR301流变仪（配备 25 mm椎板， 锥角 1° )测定温敏凝胶的流变性 能。将混合溶液置于锥桶内， 表面覆盖矿物油以防止水分挥发， 37°C下测定温敏凝胶 的线性粘弹性能 （角频率范围 100 - 0.1 rad/s)， 结果见图 4。

实施例 2

1、 将分子量为 10 kDa、 脱乙酰度为 90%的壳聚糖按 30.0g/L溶于 0.1 mL/L盐酸 溶液， 并按 6.0 g/L加入 NaHC0 ₃ 和 Na ₂ S0 ₄ ， 搅拌 30 min， 然后用 40.0g/L NaOH 调 pH至 4.0， 得溶液 A保存；

2、 将京尼平按 30.0 g/L溶于蒸馏水中， 搅拌 2 h得溶液 B保存；

3、 使用前将溶液 A与溶液 B于室温 20°C下按体积比 5: 1混合， 搅拌 lOmin, 升 温至 30°C， 30min后成凝胶， 凝胶中壳聚糖浓度为 25.0g/L， NaHC0 ₃ 和 Na ₂ S0 ₄ 浓度 为 5.0g/L， 京尼平浓度为 5.0g/L (附图 2中的 B组）。

4、 温敏凝胶在 25 °C、 37°C、 45 °C的凝胶时间见图 3B。 流变性能见图 4。 1、将分子量为 1000 kDa、脱乙酰度为 80%的壳聚糖按 20.0g/L溶于 10.0mL/L乙 酸溶液， 然后用 40.0g/L NaOH调 pH至 6.2， 得溶液 A保存；

2、将京尼平按 1.0 g/L溶于蒸馏水中，搅拌 2 h，并按 2.0g/L加入 Na ₃ P0 ₄ 和 Na ₂ S0 ₃ ， 搅拌 30 min， 得溶液 B保存；

3、 使用前将溶液 A与溶液 B于室温 4°C下按体积比 1 : 1混合， 搅拌 lOmin, 升 温至 42°C， 20min后成凝胶， 凝胶中壳聚糖浓度为 10.0g/L， Na ₃ P0 ₄ 和 Na ₂ S0 ₃ 浓度 为 1.0g/L， 京尼平浓度为 0.5g/L (附图 2中的 C组）。

4、 温敏凝胶在 25 °C、 37°C、 45 °C的凝胶时间见图 3C。 流变性能见图 4。

实施例 4

1、将分子量为 300 kDa、脱乙酰度为 60%的壳聚糖按 2.4g/L溶于 10.0mL/L乙酸 溶液， 然后用 40.0g/L NaOH调 pH至 6.0， 得溶液 A保存；

2、 将京尼平按 18.0 g/L溶于蒸馏水中， 搅拌 2 h， 并按 3.0g/L加入 Na ₂ S0 ₃ ， 搅 拌 30 min， 得溶液 B保存；

3、 使用前将溶液 A与溶液 B于室温 4°C下按体积比 5: 1混合， 搅拌 lOmin, 升 温至 28°C， 50min后成凝胶， 凝胶中壳聚糖浓度为 2.0g/L， Na ₂ S0 ₃ 浓度为 0.5g/L， 京 尼平浓度为 3.0g/L (附图 2中的 D组）。

4、 温敏凝胶在 25 °C、 37°C、 45 °C的凝胶时间见图 3D。 流变性能见图 4。