本发明专利技术公开了一种可生物降解医用温敏水凝胶，由3-arm-PEG-PLGA嵌段共聚物组成，其中PEG为三臂聚乙二醇，分子量为400～50000；PLGA为丙交酯和乙交酯的共聚物，丙交酯和乙交酯的质量比为2:1～20:1，丙交酯与乙交酯之和的质量与三臂聚乙二醇的质量比为1.2:1～4:1；温敏水凝胶在低温下为溶液，随着温度的升高转变为凝胶，由液态转化为凝胶状的温度T液-胶范围为15～35℃，且具有可逆性，温敏水凝胶的破裂强度大于40mmHg。本发明专利技术还公开了一种温敏水凝胶的制备方法，工艺简单，原料易得，通过控制反应条件，使产物的凝胶温度范围既能够符合人体生理温度，又能够具有较强的抗破裂能力，具有可逆性，生物可降解，不使用任何有机溶剂，产率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化工和材料科学领域，尤其是一种可生物降解医用温敏水凝胶及 其制备方法。
技术介绍
温敏水凝胶是一种新型高分子材料，除具有优良的温敏性能、药物缓释性能外，还 具有安全、无毒、环保、无污染等优异性能，因此在医学、组织工程等领域有着较为广泛的应 用。 聚乙二醇改性聚乙丙交酯拥有独特的亲水性、柔性、无毒、可生物降解等性质，其 水凝胶是在水中溶胀并保持大量的水分而又不溶解的电中性或离子性高分子材料，具有良 好的生物相容性、最低程度的炎症反应、凝血作用，已广泛应用于药物控释和组织工程等领 域。此类水凝胶在偏离体温时以液相存在，在此状态下可以包埋药物。在包埋过程中，没有 涉及任何有机溶剂，不易使包埋的药物失活。当注射于皮下组织、肌肉组织后，由于温度的 变化，包含有药的溶液迅速转变为凝胶，药物在扩散作用和凝胶自身降解作用双重推动下， 从凝胶内平稳释放出来，达到了长效缓释的效果；这种涂敷物也可制成喷雾液、乳液或膏 状，一些消炎药物包埋其中后，透过凝胶直接与人体组织接触可防止体外微生物的感染，药 物缓慢地释放到受伤部位，直至伤口慢慢愈合。这类凝胶应用于药物传输体系具有很高的 学术和应用价值。 专利CN1065771C公开了一种医用高分子水凝胶膜的辐射接枝方法，采用聚氧化 乙烯、聚乙烯醇、水作为原料，经铸膜、冷热循环处理、辐射加工等工艺步骤制成水凝胶膜。 然而，这种制备做成的膜溶胀率低及其聚乙烯醇的生物降解性差，并且由于制备方法中包 括冷热循环处理步骤，这需要消耗大量的能源，同时也增加了工艺的复杂性。 专利ZL200610039297. 8公开了一种以N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸等为主单体， 在化学交联剂存在下，引发聚合制备pH及温度双重敏感性纳米水凝胶的方法。但由于其不 具有生物降解性能，在生命体内长时间的残留会对生命体造成危害。 专利ZL200410017390.X公开了一种温敏性可降解微凝胶及其制备方法，该微凝 胶完全由合成高分子组成，具有反向的温度敏感性和可降解性。但其在微凝胶的制备过程 中需要用到一种甚至多种非离子型表面活性剂，即乳化剂，这样不利于微凝胶的纯化，影响 到其在生物医学领域的应用。 专利CN104031361A公开了一种聚乙丙交酯-聚乙二醇-聚乙丙交酯的温敏水凝 胶，可应用于内镜粘膜的剥离术中。但由于使用的是亲水性的二臂聚乙二醇，其产物的水溶 液形成的温敏凝胶由于氢键的交联点较少，凝胶的破裂强度较低，应用受到较大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种可生物降解医用温敏水凝 胶及其制备方法，本专利技术的水凝胶制备工艺简单，产率高，凝胶破裂强度高，生物可降解，且 其凝胶状态温度范围适合人体生理温度。 为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种可生物降解医用温敏水凝胶， 为3-arm-PEG-PLGA嵌段共聚物，其中3-arm-PEG为三臂聚乙二醇，分子量为400~50000 ; PLGA为丙交酯和乙交酯的共聚物，所述丙交酯和乙交酯的质量比为2:1~20:1，所述丙 交酯与乙交酯之和的质量与三臂聚乙二醇的质量比为1.2:1~4:1 ;所述温敏水凝胶在低 温下为溶液，随着温度的升高转变为凝胶，由液态转化为凝胶状的温度T# 范围为15~ 35°C，且具有可逆性，所述温敏水凝胶的破裂强度大于40mmHg。 优选的，所述三臂聚乙二醇分子量为600~10000,所述丙交酯和乙交酯的质量比 为2:1~5:1，所述丙交酯与乙交酯之和的质量与三臂聚乙二醇的质量比为1. 5:1~3:1。 优选的，丙交酯为L-丙交酯、D-丙交酯或D，L-丙交酯。 优选的，所述温敏水凝胶的破裂强度大于50mmHg。 本专利技术还公开了一种温敏水凝胶的制备方法，包括如下步骤： (1)将亲水性3-arm-PEG与丙交酯和乙交酯相混合，再加入占混合物质量分数 0. 05~0. 5 %的催化剂。先抽真空，再通入氮气，再抽真空，反复3次，最后在真空度为10~ 30Pa，聚合温度为110~150°C的条件下，熔融开环聚合12~48h，制得3-arm-PEG-PLGA嵌 段粗产品； 其中所述3-arm-PEG为三臂聚乙二醇，分子量为400~50000,PLGA为乙交酯和丙 交酯的共聚物，所述丙交酯和乙交酯的质量比为2:1~20:1，所述丙交酯与乙交酯之和的 质量与三臂聚乙二醇的质量比为1. 2:1~4:1 ; (2)用0~5°C的冰水对所述粗产品进行溶解，升温析出固体，将固体分离并进行 冷冻干燥，得纯化的3-arm-PEG-PLGA共聚物； (3)所述纯化的3-arm-PEG-PLGA共聚物与去离子水以一定的比例混合，溶解得到 聚合物水溶液，该水溶液随温度的升高转变为水凝胶。 优选的，所述步骤（1)中丙交酯为L-丙交酯、D-丙交酯或D，L-丙交酯。 优选的，所述步骤（1)中催化剂为二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二（十二烷硫基） 二丁基锡或硫酸锌。 优选的，所述步骤（2)中的升温上限为60~80°C，升温速率为2°C/分钟，所述分 离方法为减压过滤，所述冷冻干燥真空度为1. 5~5Pa，温度为-30°C~-50°C，冷冻时间为 48 ~120h。 优选的，所述步骤（3)中聚合物水溶液浓度为15wt%~60wt%。 本专利技术还公开了一种温敏水凝胶制备用于医药缓释材料的用途。在所述聚合物水 溶液中加入〇. 〇〇1~3%的抗菌药、消炎止痛药物或促进创面愈合药物，通过水凝胶的温敏 可控性以及可降解性，用于作为药物缓释材料应用于常规伤口。 本专利技术的聚合温度要根据三臂聚乙二醇的臂数量和分子量大小来制定。在三臂聚 乙二醇和丙交酯、乙交酯的合成反应中，反应温度超过ll〇°C后才开始发生反应，并且反应 速度随着温度的升高而加快，但温度过高会对催化剂的活性和聚合物的链长有影响。对于 催化剂，在大于150°C的温度下既可以发生催化反应，也可以发生解聚反应；对于聚合物来 说，温度越高，聚合物也就越容易发生断链，导致产品的聚合效果不好，尤其是对于三臂聚 乙二醇来说，由于臂较多，温度越高自身还容易发生裂解，影响产品的凝胶性能。本专利技术选 择在110~150°C内进行聚合反应，反应过程比较稳定，对催化剂的催化活性和聚合物裂解 反应不会造成太大影响。 本专利技术中原料选用三臂聚乙二醇，其反应基团数量多，浓度大，反应活性比单臂的 聚乙二醇大，但是也因为其含有三个手臂，手臂之间的分子间相互作用力较大而使分子链 容易相互缠绕在一起，反应基团端羟基有可能会被包埋，反应基团的浓度就会相对降低，并 且三臂聚乙二醇的空间位阻较大，会阻碍其端羟基参加反应，使反应难以进行。为了保证 反应过程中有足够的反应基团浓度，在防止三臂聚乙二醇在高温下发生分解和氧化的基础 上，必须控制反应温度同时适当延长反应时间，才能最终得到分子量适宜的聚合物产物。 通常制备聚乙二醇改性聚乙丙交酯由于受到产物的凝胶温度所限，反应物只能采 用分子量分布较低的单链聚乙二醇，若聚乙二醇分子链过长，会导致产品胶凝温度过高，分 子链过短，会导致产品在水中的溶解度下降且胶凝温度过低。本专利技术通过采用三臂聚乙二 醇，使得聚乙二醇在相同分子量的基础上分子链长度得到缩短，提高了产物在水中的溶解 性，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可生物降解医用温敏水凝胶，由3‑arm‑PEG‑PLGA三嵌段共聚物组成，其特征是，其中3‑arm‑PEG为三臂聚乙二醇，分子量为400～50000，PLGA为丙交酯和乙交酯的共聚物，所述丙交酯和乙交酯的质量比为2:1～20:1，所述丙交酯与乙交酯之和的质量与三臂聚乙二醇的质量比为1.2:1～4:1；所述温敏水凝胶在低温下为溶液，随着温度的升高转变为凝胶，由液态转化为凝胶状的温度T液‑胶范围为15～35℃，且具有可逆性，所述温敏水凝胶的破裂强度大于40mmHg。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：侯昭升，贾骐，张浩，甄文瑶，战甜甜，许振，韩正，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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