一种抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶的制作方法

一种抗衰老透明质酸/
γ-聚谷氨酸水凝胶
技术领域
1.本发明属于生物医用高分子和日化领域，具体涉及一种抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。


背景技术：

2.皮肤衰老是一个涉及遗传、环境等多种因素的综合结果，是人类不可避免的复杂生物学过程。皮肤衰老也是机体衰老的一个重要外在表现。皮肤衰老不仅仅是随时年龄增长而发生的生理改变，同时也是一种影响健康和生活质量的病理状态。在衰老皮肤中维持细胞骨架、产生免疫反应和各种代谢途径有关细胞功能失调，严重的情况下会造成皮肤免疫缺陷、皮肤瘙痒、皮肤干燥、伤口延迟愈合，甚至诱发皮肤恶性肿瘤等。且皮肤衰老还有可能会给人们造成巨大心理伤害。随着人们经济生活水平的提高和公众求美意识的增强，皮肤年轻化研究日益受到重视，寻找和开发新的抗衰老的物质用于延缓皮肤衰老亦成为当前生物医学领域研究的热点之一。目前发现的白藜芦醇、雷帕霉素、姜黄素、视黄醇等物质具有抗衰老的作用，但都存在一些局限性，主要表现为生物利用率低等缺陷。因此，寻找和探索新的抗衰老物质就显得尤为重要。
3.皮肤衰老的表现包括细胞间保湿因子减少，皮肤水分流失，自由基增加，胶原蛋白减少等问题。正常情况下，皮肤细胞本身含有过氧化酶，如超氧化物歧化酶(sod)，谷胱甘肽过氧化物酶(gsh-px)，过氧化氢酶(cat)等可以分解掉有机体产生的有害自由基。过量紫外线照射后会产生大量有害的自由基，具有强氧化效果的自由基能够损伤生物膜，发生过氧化，从而形成过氧化脂质，过氧化脂质会被分解成氧化产物丙二醛(mda)，氧化产物丙二醛与生物体中重要的有机物如蛋白质、肽类或脂质教练聚合反应，引起细胞损伤，当这种损伤超过机体修复能力，可导致皮肤色素沉着或斑点出现，进而出现皮肤衰老。自由基还能造成dna损伤，从而引起基因突变，导致肿瘤的发生。
4.鉴于此，基于模拟皮肤组织中蛋白多糖、胶原蛋白纤维网络出发，开发一种兼具优异保湿和自由基清除的水凝胶用作抗衰老添加成分，在皮肤光老化处可以增强皮肤的吸湿保湿能力，抵抗uv导致的皮肤水分流失，同时可以清除机体产生的有害自由基，对于延缓和修复皮肤衰老具有重要的意义。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术的问题，本发明提供了一种抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。本发明通过加入多种不同链长交联剂配制得到混合交联剂的方式，使得γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基之间形成化学交联，并且促进聚谷氨酸和透明质酸在限制空间内的氢键交联，使其形成具有优异的保湿性能、清除自由基、生物相容性和修复紫外光损失衰老细胞功能的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。该凝胶原料安全易得，反应条件温和，制备过程简单，可以作为抗衰老添加成分广泛应用于医美和日用化学品开发等领域。
6.为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
7.一种抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
8.(1)将透明质酸粉末和γ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液；
9.(2)向上述溶液中加入盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph；
10.(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加混合交联剂，充分搅拌至混合均匀；
11.(4)将含有混合交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液水浴加热，在混合交联剂的作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过一定的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。
12.优选的，步骤(1)所述的透明质酸的分子量为5000-800000，所述γ-聚谷氨酸的分子量为400000-2000000。所述透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中透明质酸的浓度为0.01g-0.30g/ml，γ-聚谷氨酸的浓度为0.05g-0.40g/ml。
13.优选的，步骤(1)所述透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中，透明质酸的链单元和γ-聚谷氨酸的链单元的摩尔比为1∶100-1∶1。
14.优选的，步骤(2)所述盐酸的浓度为0.2-1.0mol/l。加入盐酸后，透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph为3-6。
15.优选的，步骤(3)所述混合交联剂为多种不同链长交联剂配制得到，包括：季戊四醇缩水甘油醚(占混合交联剂总质量比0％-80％)、四乙二醇二缩水甘油醚(占混合交联剂总质量比20％-60％)、聚乙二醇二缩水甘油醚(占混合交联剂总质量比30％-50％)。
16.优选的，步骤(3)所述化学交联剂与透明质酸粉末和γ-聚谷氨酸粉末的总质量比为1∶2-1∶60。
17.优选的，步骤(4)所述水浴温度为40-90℃，反应时间为2-18小时。
18.本发明还提供由上述方法制得的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。
19.本发明还提供由上述方法制得的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶作为抗衰老添加成分在医美和日化领域中的应用。
20.本发明的有益效果在于：
21.本发明选用生物相容性优异、保湿能力显著的天然高分子透明质酸和γ-聚谷氨酸为材料，通过加入化学交联剂采用温和的反应方式制备了一种抗衰老水凝胶。本发明制得的水凝胶不仅具有优异的保湿性、细胞相容性和自由基清除能力，还可以有效修复紫外诱导的细胞衰老，从而达到抵抗皮肤衰老的目的，可广泛应用于医美和日化等领域。
附图说明
22.图1是本发明所述抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶在相对湿度43％环境下的吸湿性能实验结果。
23.图2是本发明所述抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶在相对湿度81％环境下的吸湿性能实验结果。
24.图3是本发明所述抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶对l929细胞增殖的影响。
25.图4是本发明所述抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶活/死(live/dead)细胞染
色实验结果。
26.图5是本发明所述抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶对紫外照射后l929细胞修复作用实验结果。
具体实施方式
27.根据下列实施例，可以更好地理解本发明。然而，实施例中所描述的内容仅用于说明本发明，而不是对本发明权利要求的限制。
28.实施例1
29.(1)将2g透明质酸粉末和4gγ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入30ml去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液。
30.(2)向上述溶液加入2mol/l的盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph至3.0；
31.(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加0.04g混合交联剂(季戊四醇缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％、四乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比60％、聚乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％)，充分搅拌至混合均匀。
32.(4)将含有交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液40℃水浴加热，在交联剂的作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过18h的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。将制备的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶在相对湿度43％环境下的进行吸湿性能测定，结果如图1所示。
33.实施例2
34.(1)将2g透明质酸粉末和4gγ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入30ml去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液。
35.(2)向上述溶液加入2mol/l的盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph至3.0；
36.(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加0.05g混合交联剂(季戊四醇缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％、四乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比50％、聚乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比30％)，充分搅拌至混合均匀。
37.(4)将含有交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液50℃水浴加热，在交联剂的作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过15h的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。将制备的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶在相对湿度81％环境下的进行吸湿性能测定，结果如图2所示。
38.实施例3
39.(1)将2g透明质酸粉末和4gγ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入30ml去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液。
40.(2)向上述溶液加入2mol/l的盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph至3.0；
41.(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加0.06g混合交联剂(季戊四醇缩水甘油醚占混合交联剂总质量比50％、四乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％、聚乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比30％)，充分搅拌至混合均匀。
42.(4)将含有交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液60℃水浴加热，在交联剂的作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过12h的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。将制备的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶与l929细胞共培养一段时间后评价其对l929细胞增殖的影响。结果如图3所示。
43.实施例4
44.(1)将2g透明质酸粉末和4gγ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入30ml去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液。
45.(2)向上述溶液加入2mol/l的盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph至6.0；
46.(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加0.07g混合交联剂(季戊四醇缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％、四乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比60％、聚乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％)，充分搅拌至混合均匀。
47.(4)将含有交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液70℃水浴加热，在交联剂的作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过9h的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。将制备的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶与l929细胞共培养一段时间后通过活/死(live/dead)细胞染色评估其细胞相容性。结果如图4所示。
48.实施例5
49.(1)将2g透明质酸粉末和4gγ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入30ml去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液。
50.(2)向上述溶液加入2mol/l的盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph至6.0；
51.(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加0.08g混合交联剂(季戊四醇缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％、四乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比60％、聚乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比20％)，充分搅拌至混合均匀。
52.(4)将含有交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液80℃水浴加热，在交联剂的作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过6h的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。将制备的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶与紫外诱导的衰老细胞共培养一段时间后评估其对衰老细胞修复作用。结果如图5所示。
53.实施例6
54.(1)将2g透明质酸粉末和4gγ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入30ml去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液。
55.(2)向上述溶液加入2mol/l的盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph至6.0；
56.(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加0.09g混合交联剂(四乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比50％、聚乙二醇二缩水甘油醚占混合交联剂总质量比50％)，充分搅拌至混合均匀。
57.(4)将含有交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液90℃水浴加热，在交联剂的
作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过3h的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。
58.在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。

技术特征：
1.一种抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶，其特征在于，包括以下步骤：(1)将透明质酸粉末和γ-聚谷氨酸粉末混合均匀后，加入去离子水溶解，室温下搅拌，得到均一的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液；(2)向上述溶液中加入盐酸调节透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph；(3)向调整好ph的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中滴加混合交联剂，充分搅拌至混合均匀；(4)将含有交联剂的透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液水浴加热，在混合交联剂的作用下参与反应的有γ-聚谷氨酸上的羧基、透明质酸分子上的羧基和羟基，经过一定的反应时间后即得抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。2.根据权利要求1所述的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶，其特征在于：步骤(1)所述的透明质酸的分子量为5000-800000，γ-聚谷氨酸的分子量为400000-2000000；所述透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中透明质酸的浓度为0.01-0.30g/ml，γ-聚谷氨酸的浓度为0.05-0.40g/ml。3.根据权利要求1所述的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶，其特征在于：步骤(1)所述透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液中，透明质酸的链单元和γ-聚谷氨酸的链单元的摩尔比为1∶100-1∶1。4.根据权利要求1所述的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶，其特征在于：步骤(2)所述盐酸的浓度为0.2-1.0mol/l加入盐酸后，透明质酸/γ-聚谷氨酸混合溶液的ph为3-6。5.根据权利要求1所述的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶，其特征在于：步骤(3)所述混合交联剂为多种不同链长交联剂配制得到，包括：季戊四醇缩水甘油醚(占混合交联剂总质量比0％-80％)、四乙二醇二缩水甘油醚(占混合交联剂总质量比20％-60％)、聚乙二醇二缩水甘油醚(占混合交联剂总质量比30％-50％)。6.根据权利要求1所述的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶，其特征在于：步骤(3)所述化学交联剂与透明质酸粉末和γ-聚谷氨酸粉末的总质量比为1∶2-1∶60。7.根据权利要求1所述的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶，其特征在于：步骤(4)所述水浴加热温度为40-90℃，反应时间为2-18小时。8.根据权利要求1-7所述即为抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。9.根据权利要求8所述的抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶具有优异的保湿性、细胞相容性和自由基清除能力，可作为抗衰老添加成分广泛应用于医美和日化领域。

技术总结
本发明属于生物医用高分子材料和日化领域，具体涉及一种抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。本发明所述水凝胶的制备方法包括：将透明质酸和γ-聚谷氨酸两种组分混合后溶解在去离子水中得到两种组分的混合溶液，然后调整混合溶液的pH，之后加入化学交联剂，最后水浴加热反应得到抗衰老透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶。通过调整透明质酸和γ-聚谷氨酸这两种组分的配比以及化学交联剂的用量可以对该水凝胶的理化性能进行调节。本发明所用原料安全易得，反应条件温和，制备简单，制得的透明质酸/γ-聚谷氨酸水凝胶比单一组分的透明质酸水凝胶或γ-聚谷氨酸水凝胶具有保湿性增强等多种优势，并且可以从抗氧化和促衰老细胞恢复两个方面改善皮肤衰老。两个方面改善皮肤衰老。两个方面改善皮肤衰老。


技术研发人员：迟波 邵晴 张文杰
受保护的技术使用者：南京博康生物科技有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/16