一种RGD修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素及其制备方法与流程

本发明属于材料，涉及一种rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素及其制备方法。

背景技术：

1、羟丙基甲壳素是一类重要的甲壳素衍生物。甲壳素衍生物具备独特的止血、消炎、生物相容性好等优点，受到生物材料、医用材料界的广泛关注。利用环氧丙烷对甲壳素进行修饰，可以得到羟丙基甲壳素[1]。由于羟丙基的引入，甲壳素材料内固有的分子内氢键、分子间氢键受到一定程度的破坏，使得羟丙基甲壳素具备一定的水溶性。在此基础上，武汉大学蒋序林教授的发明专利cn201410170871.8中，制备了一种低脱乙酰度羟丙基甲壳素。低脱乙酰度羟丙基甲壳素具有温敏性、产品取代度均匀易控、反应条件温和、脱乙酰度低、成本低等优点，可作为优异的水凝胶和药物载体，并广泛用于医疗器械和食品加工领域[2]。

2、对羟丙基甲壳素进行化学改性是提升羟丙基甲壳素性质与功能的重要手段。袁蒙等将光反应基团接枝到低脱乙酰度羟丙基甲壳素上，光致原位交联反应后的甲基丙烯酸酯羟丙基甲壳素压缩强度显著提高[3]。刘预等使用聚乳酸对羟丙基甲壳素进行改性，得到以羟丙基甲壳素为主链、聚乳酸为侧链的材料，该材料的水溶性比羟丙基甲壳素有了较高提升[1]。目前针对羟丙基甲壳素的改性工作较少，我们准备进一步探索羟丙基甲壳素的改性，拓展羟丙基甲壳素的功能和应用。

3、rgd是一种功能性的三肽分子，可与某些细胞表面特定受体结合，其序列为精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸。。常见的rgd修饰一般采用edc/nhs的水相体系，但hpch在室温下会形成水凝胶、不利于rgd修饰；如果降低温度、hpch浓度，虽然可以避免水凝胶的形成，但修饰反应的效率也会降低。为解决上述问题，本发明提供了一种基于有机相溶剂体系的非均相修饰反应。该反应可在-15℃至室温下进行，在保证反应效率的前提下，为大批量修饰生产提供了可能。

4、参考文献及专利

5、[1]刘预，田丰，陈刚，胡克鳌，羟丙基甲壳素接枝聚乳酸的合成和表征，材料导报，2004，2，92-94。

6、[2]蒋序林，刘慧，杨奇志，卓仁禧，一种均相制备低脱乙酰度羟丙基改性甲壳素的方法，中国发明专利，cn201410170871.8,2017。

7、[3]袁蒙，毕波，黄佳昌，刘慧，周广东，曹谊林，冯亚平，房维，龙星，卓仁禧，蒋序林，可注射改性甲壳素水凝胶的制备及其细胞载体的研究，2017中国生物材料大会，2017,1-3。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明公开了一种rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素及其制备方法，制备方法法包括低脱乙酰度羟丙基甲壳素剪碎、rgd修饰反应、过滤、透析、冻干步骤。

2、本发明是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明公开了一种rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素，通过线型三肽分子rgd精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸中的羧基与低脱乙酰度羟丙基甲壳素中的亲核基团羟基、胺基间的缩合反应，得到线型三肽rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素。

4、本发明公开了一种rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素制备方法，为非均相反应，其特征包括以下步骤：

5、1)将rgd、n,n-二异丙基乙胺、1-羟基苯并三唑置于反应瓶中，氮气置换1-6次；

6、2)向反应瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺，搅拌溶解形成均一稳定的液相体系；

7、3)向液相体系中加入低脱乙酰度羟丙基甲壳素固体海绵，氮气置换1-6次，搅拌分散均匀，在-10～-15℃温度下搅拌10-60min，再向反应瓶中缓慢加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，搅拌反应12-48h；

8、4)待反应结束，将反应瓶内的海绵取出、过滤、加入至透析袋，在纯化水中透析7-14次，取透析后的溶液冻干，得到rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素海绵。

9、作为进一步地改进，本发明所述的rgd、n,n-二异丙基乙胺、1-羟基苯并三唑当量比为1:0.8:0.1～1:7.8:5.2，所述的edc的当量为rgd的0.9～3.2倍。

10、作为进一步地改进，本发明使用的dmf溶剂纯度为色谱纯，体积为200-350ml。

11、作为进一步地改进，本发明所述的低脱乙酰度羟丙基甲壳素海绵须裁剪成长、宽、高为0.1-1.0cm的立方体，用于使固相在液相中有较好的分散状态。

12、本发明的有益效果如下：

13、本发明改善了水相edc羧酸缩合体系反应效率低的问题，并得到一种rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素。在该体系中，羧基先与edc结合形成中间体、亲核基团(羟基、胺基等)进攻中间体，最后实现羧基与亲核基团的缩合反应。目前大多数edc羧酸缩合反应在水相进行，水作为一种亲核试剂会与edc反应形成脲，大部分的edc被水消耗，羧酸缩合的反应效率低。采用色谱纯dmf作为反应溶剂，dmf不与edc反应，羧酸缩合的反应效率提高。待修饰反应结束，大量dmf可通过过滤、蒸馏回收，剩余少量dmf可通过透析除去，最终通过冻干得到rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素海绵。本发明不仅制备了一种新化合物——rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素，且该非均相体系简单易行、可进行大批量制备，为羧酸的edc缩合体系提供一个新思路。

14、本发明中rgd修饰低脱乙酰度羟丙基甲壳素方法成功地将rgd分子修饰在低脱乙酰度羟丙基甲壳素上(图1)，产物水溶性好、并保留了低脱乙酰度羟丙基甲壳素的温度敏感性(图2)。本发明制备的rgd修饰低脱乙酰度羟丙基甲壳素在iii类可吸收医疗器械、组织工程、细胞培养等方面拥有广阔的发展前景。

15、本发明公开了rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素、及其制备方法。通过本发明的dmf非均相edc/hobt体系，rgd三肽分子可有效地接枝于低脱乙酰度羟丙基甲壳素分子上，rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素保留了低脱乙酰度羟丙基甲壳素的温度敏感性。本发明制备的rgd修饰低脱乙酰度羟丙基甲壳素在iii类可吸收医疗器械、组织工程、细胞培养等方面拥有广阔的发展前景。

技术特征：

1.一种rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素，其特征在于：通过线型三肽分子rgd精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸中的羧基与低脱乙酰度羟丙基甲壳素中的亲核基团羟基、胺基间的缩合反应，得到线型三肽rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素。

2.一种rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素制备方法，其特征在于，所述的方法为非均相反应，其特征包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素制备方法，其特征在于，所述的rgd、n,n-二异丙基乙胺、1-羟基苯并三唑当量比为1:0.8:0.1～1:7.8:5.2，所述的edc的当量为rgd的0.9～3.2倍。

4.根据权利要求2所述的rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素制备方法，其特征在于，使用的dmf溶剂纯度为色谱纯，体积为200-350ml。

5.根据权利要求2所述的rgd修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素制备方法，其特征在于，低脱乙酰度羟丙基甲壳素海绵须裁剪成长、宽、高为0.1-1.0cm的立方体，用于使固相在液相中有较好的分散状态。

技术总结本发明公开了一种RGD修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素及其制备方法，通过线型三肽分子RGD精氨酸‑甘氨酸‑天冬氨酸中的羧基与低脱乙酰度羟丙基甲壳素中的亲核基团羟基、胺基间的缩合反应，得到线型三肽RGD修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素。通过本发明的DMF非均相EDC/HOBt体系，RGD三肽分子可有效地接枝于低脱乙酰度羟丙基甲壳素分子上，RGD修饰的低脱乙酰度羟丙基甲壳素保留了低脱乙酰度羟丙基甲壳素的温度敏感性。本发明制备的RGD修饰低脱乙酰度羟丙基甲壳素在III类可吸收医疗器械、组织工程、细胞培养等方面拥有广阔的发展前景。技术研发人员：王珏,蒋序林,孙伟庆,郑洁,殷煜裕,王茜平,潘荷晴,朱美琴,贾倩倩,王金,何秋琳受保护的技术使用者：杭州协合医疗用品有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16