甲基丙烯酰化壳聚糖（Methacrylated Chitosan）专业介绍

一、基本概述

壳聚糖（Chitosan）是由天然壳多糖脱乙酰化所得的阳离子多糖，因其良好的生物降解性、生物相容性、抗菌性和低毒性，被广泛应用于生物医学领域。然而，天然壳聚糖在生理条件下溶解性差、机械性能有限，在组织工程和可控药物释放中存在一定局限。

通过在壳聚糖结构上引入甲基丙烯酰基（MA）基团，可以显著提高其加工性能，使其具备光交联能力（photocrosslinkability），形成三维网络结构的水凝胶，具备优异的机械强度、可调控的降解速率和空间支撑能力。

二、合成方法

甲基丙烯酰化壳聚糖一般通过将壳聚糖与**甲基丙烯酰胺（methacrylic anhydride, MAAn）或甲基丙烯酰氯（methacryloyl chloride）**在碱性条件下反应得到。

典型合成路线：

将壳聚糖溶于弱酸性水溶液（如醋酸）；

在冰浴条件下，逐滴加入MAAn；

调节pH至碱性（7.5~8.5），促进甲基丙烯酰化反应；

反应数小时后透析去除小分子；

冷冻干燥得到CS-MA固体。

可通过 1H NMR 或 FTIR 鉴定甲基丙烯酰基的引入程度（DS，取代度）。

三、主要特性

特性 说明

光交联能力 含有甲基丙烯酰基，可与光引发剂（如 Irgacure 2959）在紫外或可见光照射下迅速交联形成水凝胶

力学性能可调 通过调控MA取代度、固含量、交联条件，调节水凝胶的弹性模量、强度

生物相容性 继承壳聚糖良好的细胞亲和性，适合细胞包埋和组织工程应用

可降解性 水凝胶可在体内酶降解或水解，适用于药物控释或组织再生

可修饰性 结构上保留氨基，可进一步接枝RGD肽、透明质酸、PEG等功能团，实现多功能应用

四、应用领域

1. 组织工程支架

可作为3D细胞支架材料（如软骨、皮肤、神经支架）；

支持细胞黏附、生长和分化；

可用于3D打印光固化生物墨水（bio-ink）。

2. 可注射水凝胶

注射成型后在体内经UV或LED光照原位成胶；

用于伤口愈合、软组织修复、癌症治疗载体。

3. 药物递送系统

包载小分子药物、蛋白、基因等；

光交联形成水凝胶控释载体，实现缓释或靶向释放；

可与温敏、pH敏感材料复合实现智能释放。

4. 3D生物打印

作为具有光固化功能的打印材料，与GelMA等复合形成可打印的高性能生物墨水。

5. 创伤敷料

凝胶膜或喷雾形式可形成保护层；

抗菌、促愈合，适用于慢性伤口或烧伤治疗。

五、常见参数参考

项目 数值范围

壳聚糖分子量 50–300 kDa（可定制）

取代度（DS） 10%–80%，越高交联越快

粘度 与分子量和DS相关

可溶性 水溶性较好（pH 5–6时溶解性优）

储存方式 干粉，避光、干燥保存，2–8℃

六、代表性研究

Adv. Funct. Mater. 2019: 利用CS-MA与石墨烯复合，构建智能可打印导电水凝胶，用于神经再生。

Biomaterials Science 2020: CS-MA与GelMA共聚水凝胶用于干细胞封装和肿瘤模型构建。

Carbohydrate Polymers 2021: 构建CS-MA@DOX纳米水凝胶，用于肝癌化疗与热疗协同治疗。

厂家:西安齐岳生物科技有限公司

用途:科研

温馨提醒:仅供科研，不能用于人体实验!