專利名稱：海藻酸鹽-殼聚糖?；苌镂⒛z囊及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微膠囊產(chǎn)品，具體地說是一種用于生物活性物質(zhì)包埋的海藻酸鹽-殼聚糖酰基衍生物微膠囊產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)60年代，Chang報(bào)道了半透膜微膠囊，指出用其包埋蛋白質(zhì)、酶等生物活性物質(zhì)和細(xì)胞，可保持生物物質(zhì)活性[Chang TMS. Semipermeablemicrocapsules, Science, 1964，146 =524-525]。20世紀(jì)80年代初，Lim和Sun針對(duì)組織/細(xì)胞功能缺損性疾病(如糖尿病)，成功制備了海藻酸鈉/α-聚賴氨酸(alginate/α-polylysine)半透膜微膠囊 (簡(jiǎn)稱α -ΑΡΑ微膠囊)，包封Wistar大鼠胰島細(xì)胞并移植入糖尿病WistarLewis大鼠體內(nèi)， 分泌釋放胰島素以調(diào)控血糖量[Lim F, Sun A M. Microencapsulated isletsbioartificial endocrine pancreas, Science，1980，210 :908-910]。由此推動(dòng)了微囊化技術(shù)相關(guān)材料和制備方法研究的快速發(fā)展，在細(xì)胞移植、藥物釋放和基因治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床前研究中得至Ij廣泛應(yīng)用[Wang W, Liu XD, Ma XJ, et al. Microencapsulation using natural polysaccharides for drugdelivery and cell implantation, J. Mater. Chem. ,2006, 16 :3252-3267]。在眾多的生物微膠囊中，海藻酸鈉-聚賴氨酸微膠囊使用較多，但由于聚賴氨酸價(jià)格昂貴(300-400US$/g)，加之材料固有的生物相容性差，具有一定毒性，這極大地限制了海藻酸鈉-聚賴氨酸微膠囊在臨床上的應(yīng)用[Strand B L，Ryan TL, Veld P I，et al. Cell Transplant.，2001，10 :263-275]。殼聚糖是取自天然的多糖材料，因其成本低，成膜性能好，膜機(jī)械強(qiáng)度高，而被研究者看好用于聚賴氨酸替代品，用于細(xì)胞包埋用。但現(xiàn)有用于細(xì)胞包埋的殼聚糖微膠囊因其具有很大的表面粗糙度和表面電荷，導(dǎo)致移植體內(nèi)后易引起蛋白吸附，進(jìn)一步激發(fā)機(jī)體纖維化反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種海藻酸鹽-殼聚糖?；苌镂⒛z囊及其制備和應(yīng)用。技術(shù)方案本發(fā)明將?；揎椀臍ぞ厶怯糜谏镂⒛z囊的制備，發(fā)明了一種新型的用于生物活性物質(zhì)包埋的海藻酸鹽-殼聚糖?；苌锞垭娊赓|(zhì)絡(luò)合微膠囊產(chǎn)品，在保證微膠囊強(qiáng)度和免疫隔離性能的前提下，解決表面粗糙度和表面電荷的問題。本發(fā)明的微膠囊產(chǎn)品， 微膠囊結(jié)構(gòu)分為微膠囊膜與內(nèi)核兩部分其中，微膠囊膜由殼聚糖、海藻酸鹽、殼聚糖?；苌镄纬傻木垭娊赓|(zhì)復(fù)合水凝膠膜，內(nèi)核為含有細(xì)胞的海藻酸鹽液體或海藻酸鹽水凝膠環(huán)境。本發(fā)明的微膠囊產(chǎn)品為粒徑10-2000微米的球形微膠囊；膜厚度在0. 1-100微米，組成膜的海藻酸鹽分子量IOkDa 2000kDa(例如50kDa_200kDa ；200kDa_500kDa ； 600kDa-1000kDa ； 1000kDa-2000kDa)，殼聚糖材料的脫乙酰度70-98 %,分子量為 IKDa 500KDa(例如:lkDa_50kDa ； IOkDa-IOOkDa ； 120kDa-300kDa ；350kDa-500kDa)， 殼聚糖?；苌锓肿恿縄KDa 800KDa(例如lkDa_50kDa ； IOkDa-IOOkDa ； 120kDa-300kDa ；350kDa-500kDa)，殼聚糖、海藻酸鹽、殼聚糖酰基衍生物三者質(zhì)量比為 0:1: 0.1-10 1 10，內(nèi)核中海藻酸鹽濃度在l-50g/L，內(nèi)核中細(xì)胞占據(jù)內(nèi)核的體積百分比為10-98% ο微膠囊產(chǎn)品中的殼聚糖?；苌餅镹-?；瘹ぞ厶牵鋯误w結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.海藻酸鹽-殼聚糖?；苌镂⒛z囊，其特征在于微膠囊結(jié)構(gòu)分為微膠囊膜與內(nèi)核兩部分其中，微膠囊膜由殼聚糖、海藻酸鹽、殼聚糖?；苌镄纬傻木垭娊赓|(zhì)復(fù)合水凝膠膜，內(nèi)核為含有細(xì)胞的海藻酸鹽液體或海藻酸鹽水凝膠環(huán)境。
2.按照權(quán)利要求1所述的微膠囊，其特征在于微膠囊產(chǎn)品為粒徑10-2000微米的球形微膠囊；膜厚度在0. 1-100微米，組成膜的海藻酸鹽分子量IOkDa 2000kDa，殼聚糖材料的脫乙酰度70-98%，分子量為IKDa 500KDa，殼聚糖酰基衍生物分子量IKDa 800KDa，殼聚糖、海藻酸鹽、殼聚糖酰基衍生物三者質(zhì)量比為0 1 0.1-10 1 10;內(nèi)核中海藻酸鹽濃度在l_50g/L。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的微膠囊，其特征在于微膠囊產(chǎn)品中的殼聚糖酰基衍生物為N-?；瘹ぞ厶牵鋯误w結(jié)構(gòu)式為
4.按照權(quán)利要求1或2所述的微膠囊，其特征在于微膠囊產(chǎn)品的膜成分中的海藻酸鹽為海藻酸的鉀鹽或鈉鹽。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的微膠囊，其特征在于微膠囊產(chǎn)品的內(nèi)核中海藻酸鹽凝膠為二價(jià)金屬鈣、鋇或鋅中的一種或二種以上的海藻酸鹽水凝膠，海藻酸鹽溶液為海藻酸的鉀鹽或鈉鹽溶液。
6.一種權(quán)利要求1所述微膠囊的制備方法，其特征在于微膠囊膜由殼聚糖、海藻酸鹽、殼聚糖?；苌锿ㄟ^聚電解質(zhì)絡(luò)合反應(yīng)形成水凝膠膜，產(chǎn)品的制備步驟為1)制備包埋有活細(xì)胞的海藻酸鹽凝膠微球，稱之為A微球；2)將步驟1)中的A微球浸入殼聚糖溶液中，A微球與殼聚糖溶液體積比為1 1 1 40，反應(yīng)1-60分鐘，此時(shí)得到海藻酸鈉-殼聚糖微膠囊，稱之為B微球，取出用生理鹽水洗滌；殼聚糖溶液的配制方法是殼聚糖溶于PH為5. 5-7. 0的醋酸-醋酸鈉緩沖液，殼聚糖濃度為 0. l-15g/L ；3)將步驟幻中的B微球浸入堿金屬海藻酸鹽溶液中(海藻酸鹽濃度為0.l-5g/L)，B 微球與堿金屬海藻酸鹽溶液體積比范圍為1 1 1 40，反應(yīng)1-60分鐘，此時(shí)得到的微膠囊為C微球，取出用生理鹽水洗滌；4)交替重復(fù)步驟幻和步驟幻的過程1-5次，此時(shí)得到的微膠囊為D微球，取出用生理鹽水洗滌；5)將步驟1)或幻或幻或4)中的A或B或C或D微球浸入到殼聚糖?；苌锶芤褐?，微球與殼聚糖酰基衍生物溶液體積比范圍為1 1 1 40，反應(yīng)1-60分鐘，此時(shí)得到內(nèi)部凝膠核心的微膠囊，稱之為E微球，取出用生理鹽水洗滌；殼聚糖?；苌锏呐渲品椒ㄊ菤ぞ厶酋；苌锶苡谏睇}水、HEPES緩沖液、 PBS緩沖液，或pH為5. 5-7. 0的醋酸-醋酸鈉緩沖液，殼聚糖酰基衍生物濃度為0. l_20g/ L；6)將步驟幻中的E微球浸入到堿金屬海藻酸鹽溶液中，重復(fù)步驟幻，得到表面中和的內(nèi)部凝膠核心的微膠囊為F微球；7)將步驟6)中的F微球浸入有機(jī)金屬螯合劑溶液中，液化微膠囊內(nèi)部的海藻酸鹽凝膠，F(xiàn)微球與有機(jī)金屬螯合劑溶液體積比范圍為1 1 1 40，反應(yīng)1-60分鐘，取出用生理鹽水洗滌，此時(shí)得到內(nèi)部液態(tài)核心的微膠囊為G微球。
7.按照權(quán)利要求6所述微膠囊的制備方法，其特征在于海藻酸鹽凝膠微球?yàn)槎r(jià)金屬鈣、鋇或鋅中的一種或二種以上的海藻酸鹽水凝膠；步驟幻和6)用于中和表面電荷的堿金屬海藻酸鹽為鉀鹽或鈉鹽，分子量分布為 IOKDa 2000KDa，海藻酸鹽濃度為0. l_5g/L。
8.按照權(quán)利要求6所述微膠囊的制備方法，其特征在于參與液化反應(yīng)的有機(jī)金屬螯合劑溶液為40-70mmol/L的檸檬酸鈉或50-200mmol/L的EDTA。
9.一種權(quán)利要求1所述的微膠囊用于細(xì)胞的包埋。
10.按照權(quán)利要求9所述的微膠囊用于細(xì)胞的包埋，其特征在于所述細(xì)胞為人或哺乳動(dòng)物來源的離體的胰島細(xì)胞、肝細(xì)胞、甲狀腺細(xì)胞、甲狀旁腺細(xì)胞、腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞具有分泌生物活性物質(zhì)功能的細(xì)胞，細(xì)胞系細(xì)胞，基因工程細(xì)胞，干細(xì)胞或干細(xì)胞分化的各種細(xì)胞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海藻酸鹽-殼聚糖?；苌镂⒛z囊產(chǎn)品，其特征在于微膠囊產(chǎn)品為粒徑10-2000微米的球形微膠囊，其結(jié)構(gòu)分為微膠囊膜與內(nèi)核兩部分，其中，微膠囊膜由海藻酸鹽、殼聚糖、殼聚糖?；苌锿ㄟ^層層自主裝形成聚電解質(zhì)復(fù)合水凝膠膜，內(nèi)核為含有生物活性物質(zhì)的液體或水凝膠環(huán)境。這種微膠囊產(chǎn)品主要用于細(xì)胞移植、細(xì)胞培養(yǎng)、蛋白、核酸等生物活性物質(zhì)的包埋載體。
文檔編號(hào)C12N11/10GK102475691SQ20101056699
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者于煒婷, 劉袖洞, 謝紅國(guó), 鄭國(guó)爽, 馬小軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所