羟丁基壳聚糖（Hydroxybutyl Chitosan，HBC）：新一代可注射性温敏功能高分子材料

一、概述

羟丁基壳聚糖（Hydroxybutyl Chitosan，简称HBC）是通过在天然壳聚糖分子链上引入羟丁基（Hydroxybutyl）侧链改性得到的一种温敏性水溶性多功能聚合物。该改性显著提高了壳聚糖在水中的溶解性，并赋予其在生理条件下热响应性凝胶特性，是一种兼具生物可降解性、良好生物相容性和温敏性的高分子材料。

HBC在生物医学工程、药物控释系统、组织工程支架、生物粘附剂、伤口敷料、肿瘤靶向给药系统等多个领域展现出巨大潜力，是当前生物材料与智能载药系统研究的热点之一。

二、结构与性能特点

1. 分子结构

HBC为壳聚糖在C6-OH或C2-NH₂位点接枝羟丁基团（–CH₂CH(OH)CH₂CH₃）后的产物。接枝比例（取代度）可调，影响其溶解性和凝胶转变温度。

2. 关键性能

项目 描述

水溶性 在中性或弱酸性水溶液中溶解良好，远优于原壳聚糖

温敏性 在体温（≈37℃）下发生溶胶-凝胶转变，便于注射后在体内形成凝胶

生物降解性 可被溶菌酶或其它酶类缓慢降解

生物相容性 与细胞和组织兼容性好，广泛应用于体内植入

机械性能 可通过交联或复配调节凝胶强度与弹性

pH响应性 具有一定的pH响应释放能力，适合胃肠道或肿瘤微环境控释

三、主要应用方向

1. 温敏注射型凝胶

HBC可溶于低温条件下的水溶液中，形成透明液体，室温下保持稳定。注射进入体内后（≈37°C）迅速形成凝胶，可用于药物缓释、细胞封装或组织支架材料。

2. 药物控释系统

HBC可负载亲水性/疏水性药物、蛋白质、多肽、核酸等，依靠其温敏性、pH敏感性或酶降解行为实现靶向、可控、持续释放，广泛用于肿瘤、眼科、关节炎等疾病的缓释治疗。

3. 组织工程与细胞载体

HBC凝胶可作为3D细胞培养基或生物墨水，用于软组织工程、神经修复、软骨再生等。其温敏性使其在生物打印领域亦具有一定潜力。

4. 伤口敷料与止血材料

HBC具有良好的成膜性和止血性能，同时具备保湿、抗菌、促进组织愈合的功能，是高端生物敷料的重要候选材料。

5. 粘附剂与粘接材料

HBC因其氢键结构及粘附性，在黏附药物递送系统、黏附止血材料和手术粘合剂中也逐渐崭露头角。

四、制备与质量指标

1. 原料来源

HBC通常以脱乙酰度 >85%的高纯壳聚糖为基础，通过亲核取代或醚化反应引入羟丁基官能团。

2. 典型指标（可定制）

指标 说明

外观 类白色至淡黄色粉末

溶解性 易溶于水，pH 5–7 条件最佳

平均分子量 5–50 kDa（可定制）

取代度（DS） 10–60%（可调）

凝胶转变温度 30–37℃

残留溶剂 < 0.5%（符合药典）

内毒素 < 0.25 EU/mg（用于细胞/动物实验）

五、优势总结

温敏凝胶特性：便于无创注射、体内原位成胶；

高生物安全性：来源天然，无毒副产物；

智能可控释放：可设计多种缓释/靶向释放机制；

溶解性显著提升：突破壳聚糖水不溶局限；

广泛的改性平台：可进一步接枝PEG、肽链、荧光分子、药物等；

支持个性化定制：分子量、取代度、凝胶温度均可定制优化。

六、结语

羟丁基壳聚糖（HBC）是一种极具应用前景的功能化天然高分子，尤其适合开发注射型药物控释系统、温敏性细胞载体及智能生物材料。其生物可降解性和温敏凝胶能力为组织工程、靶向治疗和可视化诊疗等提供了强大支撑。

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!