本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种生物可降解的ｐＨ敏感水凝胶的制备方法。其首先是以乙二胺四乙酸酐（ＥＤＴＡｈ）和二胺（ＤＡ）为原料，采用溶液热缩聚法直接制得含多元环状酰亚胺的共聚物（ＥＤＴＡｈ－ＤＡ－Ｉｍｉｄｅ），然后加入交联剂进行交联反应，生成具有ｐＨ敏感的生物可降解水凝胶。该方法具有合成路线短、方法简单且无需催化剂的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，更具体涉及一种生物可降解性pH敏感水凝胶的制备方法。
技术介绍
水凝胶是一种可被水溶胀的半固态交联聚合物网络，通常具有以下性质(1)极其 优良的亲水性和吸水性；(2)吸水后具有与机体组织形态相似、柔软、润滑的表面，从 而提供了与机体组织表面亲和的环境，具有良好的生物相容性；(3)遇水或消化液发生 膨胀形成凝胶屏障而具有控制药物溶出的性质(Ratner BD, Hoffinan AS. Synthetic hydrogels for biomedical applications (生物医用合成7JO疑胶).Washington, DC: American Chemical Society. 1976; 1-36)。理想的水凝胶应具有大量的亲水性基团和可控的交联程 度，从而形成亲水性的网络。水凝胶主要是由天然高分子材料和人工合成可降解生物高分子材料制成。天然高分 子材料主要有明胶、骨胶原、壳聚糖、海藻酸钠和琼脂糖等。这些天然材料由于生物相 容性相对较好，无毒，而受到许多科学研究者重视。但是，由于其物理性能有一定的范 围限制，使它们的应用范围縮小。人工合成高分子材料主要有聚丙烯酸及其衍生物、聚 环氧乙烷及其共聚物、聚乙烯醇、多磷酸盐和多肽等。其中，聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸 类和聚乙烯醇类等主要是依赖双键的自由基反应形成以C-C连接为主的交联网络，这种以 C-C连接的交联网络通常都是不可降解的。而基于氨基酸的生物可降解的聚氨基酸或多肽 类水凝胶的pH敏感性或生物相容性有待进一步改善(姚康德.《智能材料》.天津天津 大学出版社.1996; 269; Giammona等.J Controlled Release. 1996; 41(3): 195-203; Kunioka 等.J Environ Polym Degrad. 1996; 4 (2): 125-129; Denis等.J Polym Science, Part A: Polym Chemistry. 1996; 34 (10): 2019-2027.)我们曾设计和制备了一类基于乙二胺四乙酸酐(EDTAh)的水凝胶材料，并建立了 一套制备该水凝胶的制备方法(罗彦凤等. 一类基于乙二胺四乙酸酐的水凝胶材料及用 途.200710092614.7,2007.08.27)。该水凝胶的制备方法包括三个步骤是(1)首先是采用乙二胺四乙酸酐(EDTAh)与二胺(DA)通过酰胺化反应生成EDTAh-DA直链共聚物 (pEDTAh-DA); (2)然后，将纯化得到的pEDTAh-DA在加热条件下发生分子内脱水生 成含多元酰亚胺的共聚物EDTAh-DA-Imide; (3)最后，EDTAh-DA-Imide与交联剂反应 生成具有pH敏感性的交联产物。这种水凝胶具有良好生物相容性、生物可降解性和pH敏 感性，可望成为一种新型的智能水凝胶药物释放材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种制备基于乙二胺四乙酸酐(EDTAh)的水凝胶材料的制备 方法，这种方法与已公开的制备方法(罗彦凤等. 一类基于乙二胺四乙酸酐的水凝胶材 料及用途.200710092614.7,2007.08.27)相比，具有合成路线更短，方法更简单，且无需 催化剂的优点。本专利技术提供的制备基于乙二胺四乙酸酐(EDTAh)的水凝胶材料的制备过程包括两个步骤① 乙二胺四乙酸酐(EDTAh)和二胺(DA)通过溶液热縮聚法直接形成含多元环 状酰亚胺的共聚物(pEDTAh-DA-Imide);② 由步骤①制得的含多元环状酰亚胺的共聚物(pEDTAh-BDA-Imide)与交联剂反 应生成可生物降解的pH敏感水凝胶材料，即基于乙二胺四乙酸酐的水凝胶材料。在步骤①中，乙二胺四乙酸酐(EDTAh)是一种脂肪族二元酸酐。EDTAh水解后 生成乙二胺四乙酸(EDTA)，其结构式为<formula>complex formula see original document page 4</formula>EDTA是一种目前己证明可被人体完全排泄的物质，广泛用于人体螯合排毒。在本专利技术 中，EDTAh与二胺形成的酰胺键在酶或水的作用下断键生成EDTA和铵盐(在生理pH 值条件下，胺以铵盐的形式存在。)。所用的二胺(DA)的通式为H2N-R-NH2，其中R 为垸基或芳基，包括乙二胺(EDA)、丙二胺(PDA)、 丁二胺(BDA)或己二胺(HAD) 等脂肪族二胺和对苯二胺、间苯二胺等芳香族二胺。EDTAh与DA反应的反应体系为溶 液反应体系，要求所用的溶剂能同时溶解EDTAh和DA，且沸点不低于180'C。这样的 溶剂包括二甲基亚砜(DMSO)， N，N-二甲基甲酰胺(DMF), N-甲基吡咯垸酮(NMP)等。与已公开的制备方法相比(罗彦凤等. 一类基于乙二胺四乙酸酐的水凝胶材料及用 途.200710092614.7, 2007.08.27 )，本专利技术采用溶液热缩聚法一步制备 pEDTAh-BDA-Imide，消除了 EDTAh-DA直链共聚物(pEDTAh-DA)的制备和纯化， 从而使合成过程更简单、周期更短。通过高温直接溶液脱水实现环状酰亚胺的形成，无 需任何催化剂。调节反应温度和反应时间可调节pEDTAh-BDA-Imide中酰亚胺化程度。 升高反应温度和延长反应时间可使酰亚胺化程度趋于完全；而降低反应温度或缩短反应 时间，可实现部分酰亚胺化，从而使pEDTAh-BDA-Imide侧链中含少量-COOH。此外， 溶液热缩聚反应体系的粘度低，使酰亚胺形成过程中产生的水能及时排除，不会导致因 水长时间残存体系中而导致的分子量降解，有助于生成高分子量的聚酰亚胺。因此，在 本专利技术中，根据二胺的不同，EDTAh与DA的溶液反应体系在25'C-10(TC反应3-10小 时，然后在12(TC-16(TC反应l-6小时，最后在160。C-22(TC反应2-8小时。为了得到尽 可能高的分子量，EDTAh与DA的摩尔用量相同与酸酐基团相似，酰亚胺是一种反应活性很高的基团，极容易与含活泼氢的基团如 ^112和-0}1发生反应，酰亚胺断键分别生成含两个酰胺的结构，和含一个酰胺键、 一个 酯键的结构。因此，共聚物EDTAh-DA-Imide中的环状酰亚胺基可部分或完全与含多个 活泼氢的物质发生交联反应，生成含不同侧链基团的交联共聚物，即生成本专利技术的目的 产物——基于乙二胺四乙酸酐的水凝胶材料。这些含活泼氢的交联剂包括二元胺，多元 胺，醇胺，二元醇，多元醇等。根据交联剂的不同，反应温度控制在-l(TC 8(TC，交联 剂的用量需根据EDTAh-DA-Imide的聚合度n来确定，要求加入的交联剂量足以打开 EDTAh-DA-Imide中所有的酰亚胺环并能将两个EDTAh-DA-Imide分子偶联在一起形成 交联的网络结构，同时还必须有游离的-NH2或-0H或-COOH存在，以提供交联物合适 的pH敏感性。因此，交联剂的用量应该为EDTAh-DA-Imide摩尔用量的n 2n倍，n为 聚合度，论2。综上所述，采用本专利技术公开的制备方法可制得基于乙二胺四乙酸酐的生物可降解水 凝胶材料，且制备方法简单、易行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类基于乙二胺四乙酸酐ＥＤＴＡｈ的水凝胶材料的制备方法，其制备过程为： ①乙二胺四乙酸酐ＥＤＴＡｈ和二胺ＤＡ通过溶液热缩聚法直接形成含多元环状酰亚胺的共聚物ｐＥＤＴＡｈ－ＤＡ－Ｉｍｉｄｅ； ②由步骤①制得的含多元环状酰亚胺的共聚物ｐＥＤＴＡｈ－ＢＤＡ－Ｉｍｉｄｅ与交联剂反应生成可生物降解的ｐＨ敏感水凝胶材料，即基于乙二胺四乙酸酐的水凝胶材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗彦凤，王远亮，孙姣霞，彭辉，韩志伟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。