γ-多聚谷氨酸水凝胶制备及生物安全性评价

目的:最近应用于临床的纳米创伤敷料中复合了纳米银等抗菌材料,虽抗菌性能较强,但生物相容性差,无法降解,对环境造成污染。拟通过观察γ-多聚谷氨酸酯化改性反应的动力学条件以及酯化后γ-多聚谷氨酸制备新型水凝胶的最佳方法,并对γ-多聚谷氨酸水凝胶的生物安全性进行评价,为创伤敷料、组织工程支架材料等领域提供一种新型的水凝胶材料。方法:实验于2006-08/2007-01在四川大学生命科学学院及高分子科学与工程学院完成。①以γ-多聚谷氨酸为原料,烯丙基溴及溴代正丁烷作酯化剂,在N-甲基吡咯烷酮中,油浴60℃条件下制备酯化γ-多聚谷氨酸。②以酯化γ-多聚谷氨酸为单体,偶氮二异丁腈作引发剂,甲基丙烯酸羟乙酯作交联剂,充N2保护,80℃油浴,制备γ-多聚谷氨酸水凝胶。③采用细胞毒性实验、生物降解实验、皮肤刺激与致敏实验、全身急性毒性实验对γ-多聚谷氨酸水凝胶的生物安全性进行评价。结果:①酯化γ-多聚谷氨酸:酯化度为40%和50%的γ-多聚谷氨酸具有一定疏水性又能保持适当亲水性。②吸水性分析:酯化度为40%的γ-多聚谷氨酸水凝胶吸水率能够达到自身重量的44倍。③细胞毒性实验结果:L929细胞在γ-多聚谷氨酸水凝胶浸提液中形态正常;MTT检测表明γ-多聚谷氨酸水凝胶浸提液组毒性为0级或1级。④生物降解实验结果:γ-多聚谷氨酸水凝胶在5d后即能降解60%,在15d时仅残余少量水凝胶,具有良好的生物降解性。⑤局部斑贴实验结果:γ-多聚谷氨酸水凝胶各时段各部位无红斑和水肿反应,与阴性对照组相比无明显差别,皮肤刺激反应为0级。⑥皮肤致敏实验结果:移去斑贴物1,24,48h后,试验动物贴敷部位均无红斑和水肿出现,反应积分小于1。根据皮肤致敏实验分级标准,γ-多聚谷氨酸水凝胶对豚鼠无明显的潜在致敏性。⑦全身急性毒性实验结果:γ-多聚谷氨酸水凝胶浸提液注射后24,48,72h,小鼠体质量均无明显的变化,与阴性对照生理盐水组无明显差别,全身急性毒性实验为阴性反应。结论:以酯化后γ-多聚谷氨酸制备的水凝胶不仅具有高吸水性,同时还具有优良的生物安全性。