一种聚乳酸羟基乙酸接枝rgd肽的制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法及应用，属于生物医用高分子材料技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，生物医用高分子材料以其力学性能优良，降解周期可控制，降解过程中水解或是酶解产生的小分子物质能够被人体吸收或是排出体外，不会对人体造成伤害受到了研究人员的广泛关注。聚乳酸羟基乙酸(PLGA)材料是现在应用范围较广的一种合成生物医用高分子材料，其优点在于具有良好的生物相容性、可降解性、和比较适中的机械性能，在组织工程方面得到了广泛的应用。但是由于聚乳酸羟基乙酸本身的化学结构简单，表面的疏水性强，但是缺乏细胞识别信号、细胞亲和性差，且降解呈酸性，容易造成组织无菌性坏死。因而它仅仅只能作为一种普适性的惰性材料在各个领域中应用。然而，在许多组织工程领域，希望支架材料能够识别不同的细胞，有选择性地吸附某些种子细胞并能够促进细胞的生长、增殖和向希望的方向分化。为克服聚乳酸的上述缺点，则需要对聚乳酸羟基乙酸进行改性。
[0003]为了提高PLGA的生物活性，就需要改变其表面特性，引入生物活性分子，从而达到促进细胞粘附，增殖并增加其抗非特异性蛋白吸附能力的目的。RGD作为一种重要的细胞识别位点与信号启动分子，在许多生命活动中发挥着重要的调节功能，在肿瘤的治疗中应用较为广泛，具有直接杀伤肿瘤细胞和诱导细胞凋亡的作用，而且是许多细胞外基质蛋白的最小识别短肽序列，也是粘附蛋白与细胞表面特意受体蛋白相互作用的识别位点。因此将R⑶接枝到聚乳酸羟基乙酸的表面是一种较为简单的改善聚乳酸羟基乙酸表面生物活性和亲水性的方法，同时也是聚乳酸羟基乙酸类材料中将是用于人体组织工程极具发展前景的方向之一。但是现有的方法制备工艺较为复杂，需要在高温或者催化条件下进行，因而需要对现有的制备方法进行改进，以提高聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的应用范围。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法。该制备方法得到的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽解决了聚乳酸羟基乙酸生物活性较差的问题，同时改善了聚乳酸羟基乙酸亲水性较差的问题，所制备的材料表现出了良好的生物活性，特别适用于在组织工程方面的应用。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法，步骤如下:
(I)将含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸溶解在无水二氯甲烷中得到聚乳酸溶液，然后将N，N’_羰基二咪唑(CDI)加入到聚乳酸溶液中，对羧基进行活化0.5-lh后，将己二胺加入到聚乳酸溶液中，反应8_12h，将反应后的产物用乙醇沉淀出来，洗涤，干燥，得到表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-NH2)； (2)配制浓度为5mol/L的戊二醛水溶液，然后将PLGA-NH2加入到戊二醛水溶液中，反应6-8h，将反应后的产物进行洗涤、干燥，得到表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-CHO);
(3)配制浓度为5mol/L的R⑶肽水溶液，将PLGA-CHO加入到R⑶肽水溶液中，反应4_6h，将反应后的产物进行洗涤，冷冻干燥，即得到表面接枝RGD肽的PLGA(PLGA-RGD)。
[0006]所述步骤(I)中用于活化羧基的N，N’_羰基二咪唑与含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸的摩尔比为2-3:1.所述步骤(I)中无水二氯甲烷的含水率<20ppm。
[0007]所述步骤(I)中含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸与己二胺的摩尔比为1:1-1.5。
[0008]所述步骤(2)中PLGA-NH2与戊二醛的摩尔比为1:1_2。
[0009]所述步骤(3)中的PLGA-CHO与RGD肽的摩尔比为1:1_1.5。
[0010]所述步骤(3)中冷冻干燥是在-50~_40°C的条件下干燥24?48h。
[OO11 ]所述的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法制备得到的表面接枝R⑶肽的聚乳酸羟基乙酸在组织工程中的应用。
[0012]与现有技术相比，本发明制备的新型聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的优点在于:1.本发明制备的聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽改善了聚乳酸羟基乙酸的生物活性和亲水性;2.本发明制备的材料后处理工艺简单，且不会残留有机溶剂，材料的生物相容性良好;3.本发明与现有工艺相比:所有反应均可在常温下进行，条件温和，操作简单，大大缩短了反应时间，提高了制备效率，有利于工业化的生产;4.本发明改善了聚乳酸羟基乙酸的生物活性和亲水性，同时增加了聚乳酸羟基乙酸的骨诱导性，使PLGA在组织工程中的应用更为广泛。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
本实施例的聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法，步骤如下:
(1)将含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸0.5mol溶解在无水二氯甲烷(含水率<20ppm)中得到聚乳酸溶液，然后将N，N’-羰基二咪唑Imol加入到聚乳酸溶液中，对羧基进行活化0.5h后，然后将己二胺0.5mol加入到聚乳酸溶液中，反应8h，将反应产物用乙醇沉淀出来，洗涤，干燥，得到表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-NH2);
(2)将PLGA-NH20.5mol加入到10mL戊二醛水溶液(5mol/L)中，反应6h，将反应后的产物进行洗涤、干燥，即得到表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-CHO);
(3)将PLGA-CHO0.5mol加入到10mL R⑶肽的水溶液(5mol/L)中，反应4h，将反应后的产物进行洗涤，在_50°C的条件下冷冻干燥24h，即得到表面接枝RGD肽的PLGA(PLGA-RGD)。
[0014]实施例2
本实施例的聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法，步骤如下:
(1)将含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸0.5mol溶解在无水二氯甲烷(含水率<20ppm)中得到聚乳酸溶液，然后将N，N’-羰基二咪唑1.5mol加入到聚乳酸溶液中，对羧基进行活化Ih后，然后将己二胺0.5mol加入到聚乳酸溶液中，反应12h，将反应产物用乙醇沉淀出来，洗涤，干燥，得到表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-NH2);
(2)将PLGA-NH20.5mol加入到125mL戊二醛水溶液(5mol/L)中，反应6h，将反应后的产物进行洗涤、干燥，即得到表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-CHO); (3)将PLGA-CHO 0.511101加入到1501^ R⑶肽的水溶液(5mol/L)中，反应4h，将反应后的产物进行洗涤，在_45°C的条件下冷冻干燥36h，即得到表面接枝RGD肽的PLGA(PLGA-RGD)。
[0015]实施例3
本实施例的聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法，步骤如下:
(1)将含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸0.5mol溶解在无水二氯甲烷(含水率<20ppm)中得到聚乳酸溶液，然后将N，N’-羰基二咪唑1.25mol加入到聚乳酸溶液中，对羧基进行活化Ih后，然后将己二胺0.6mol加入到聚乳酸溶液中，反应9h，将反应产物用乙醇沉淀出来，洗涤，干燥，得到表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-NH2);
(2)将PLGA-NH20.5mol加入到250mL戊二醛水溶液中(5mol/L)，反应7h，将反应后的产物进行洗涤、干燥，即得到表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-CHO);
(3)将PLGA-CHO0.511101加入到1501^ R⑶肽的水溶液(5mol/L)中，反应5h，将反应后的产物进行洗涤，在_50°C的条件下冷冻干燥24h，即得到表面接枝RGD肽的PLGA(PLGA-RGD)。
[0016]实施例4
本实施例的聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法，步骤如下:
(1)将含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸0.5mol溶解在无水二氯甲烷(含水率<20ppm)中得到聚乳酸溶液，然后将N，N’_羰基二咪唑1.5mol加入到聚乳酸溶液中，对羧基进行活化
0.5h后，然后将己二胺0.75mol加入到聚乳酸溶液中，反应10h，将反应产物用乙醇沉淀出来，洗涤，干燥，得到表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-NH2);
(2)将PLGA-NH20.5mol加入到含10mL戊二醛水溶液(5mol/L)中，反应8h，将反应后的产物进行洗涤、干燥，即得到表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸(PLGA-CHO);
(3)将PLGA-CHO0.511101加入到1501^ R⑶肽的水溶液(5mol/L)中，反应6h，将反应后的产物进行洗涤，在_40°C的条件下冷冻干燥48h，即得到表面接枝RGD肽的PLGA(PLGA-RGD)。
[0017]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法，其特征在于步骤如下: (1)将含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸溶解在无水二氯甲烷中得到聚乳酸溶液，然后将N，N’-羰基二咪唑加入到聚乳酸溶液中，对羧基进行活化0.5-lh后，将己二胺加入到聚乳酸溶液中，反应8_12h，将反应后的产物用乙醇沉淀出来，洗涤，干燥，得到表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸； (2)配制浓度为5mol/L的戊二醛水溶液，然后将步骤(I)得到的表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸加入到戊二醛水溶液中，反应6-8h，将反应后的产物进行洗涤、干燥，得到表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸； (3)配制浓度为5mol/L的RGD肽水溶液，将步骤(2)得到的表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸加入到RGD肽水溶液中，反应4-6h，将反应后的产物进行洗涤，冷冻干燥，即得到表面接枝R⑶肽的聚乳酸羟基乙酸。2.根据权利要求1所述的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中用于活化羧基的N，N’_羰基二咪唑与含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸的摩尔比为2-3:1。3.根据权利要求1所述的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中无水二氯甲烷的含水率<20ppm。4.根据权利要求1所述的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中含有端羧基的聚乳酸羟基乙酸与己二胺的摩尔比为1:1-1.5。5.根据权利要求1所述的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中表面氨基化的聚乳酸羟基乙酸与戊二醛的摩尔比为1:1-2。6.根据权利要求1所述的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中的表面醛基化的聚乳酸羟基乙酸与R⑶肽的摩尔比为1:1-1.5。7.根据权利要求1所述的聚乳酸羟基乙酸接枝R⑶肽的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中冷冻干燥是在-50~-40°C的条件下干燥24?48h。8.权利要求1?7任一所述的新型聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法制备得到的表面接枝R⑶肽的聚乳酸羟基乙酸在组织工程中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种聚乳酸羟基乙酸接枝RGD肽的制备方法及应用，主要包括以下步骤：1）活化PLGA分子上的-COOH，将己二胺接枝到PLGA表面得到氨基化的PLGA；2）利用戊二醛处理氨基化的PLGA，使PLGA醛基化；3）利用RGD肽分子上的-NH2与醛基化的PLGA进行反应，将RGD肽接枝到PLGA的表面。本发明制备过程条件温和，过程简单，可控，且能够促进PLGA的生物活性，并能够促进PLGA的骨诱导性，应用前景较为广阔。
【IPC分类】C08G63/91, A61L27/50, A61L27/18
【公开号】CN105536057
【申请号】CN201610016991
【发明人】曹伟娜, 王延伟, 于翔, 杨柳, 吕明秀, 付浩男
【申请人】河南工程学院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月12日