一种高生物相容性水凝胶微球的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有高生物相容性水凝胶微球及其制备方法。本发明专利技术高生物相容性水凝胶微球是通过将聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物混合，经类悬浮聚合和净化得到水凝胶微球。本发明专利技术提供的高生物相容性水凝胶微球具有优异的生物相容性，且利用胺类官能团特殊的官能团特性，赋予水凝胶微球吸附带负电物质和重金属吸附性能，可应用于血液净化、药物缓释、护肤品和水处理等领域，拓宽水凝胶的应用领域；本发明专利技术提供的高生物相容性水凝胶微球的制备方法简单、操作方便，材料稳定好，用途范围广，具有实际应用价值。

Preparation and application of a highly biocompatible hydrogel microsphere

The invention discloses a hydrogel microsphere with high biocompatibility and a preparation method thereof. The high biocompatibility hydrogel microspheres of the invention are prepared by mixing polysuccinimide, amino-terminated polyethylene glycol and amine compounds, and by suspension-like polymerization and purification. The high biocompatibility hydrogel microspheres provided by the invention have excellent biocompatibility, and use the special functional group characteristics of amine functional groups to endow the hydrogel microspheres with adsorption properties of negative charged substances and heavy metals, which can be applied in the fields of blood purification, drug sustained release, skin care products and water treatment, and broaden the application fields of hydrogels. The preparation method of hydrogel microspheres is simple, easy to operate, the material is stable, and the application range is wide, so it has practical application value.

【技术实现步骤摘要】
一种高生物相容性水凝胶微球的制备方法和应用
本专利技术涉及一种高生物相容性水凝胶微球的制备方法和应用，具体地说，是涉及一种含胺类官能团聚天冬酰胺衍生物高生物相容性水凝胶微球及其制备方法和应用。
技术介绍
水凝胶是由化学键、离子键、氢键、憎水相互作用或物理作用而形成的一种具有亲水性但不溶予水的三维网络结构的高分子聚合物。水凝胶改性是通过改变优化水凝胶原有的性能或复合具备新的优良性能，比如良好的生物相容性、可降解性、易于调控的物理化学性质和结构等，在生物医药、医学健康、精细化工等领域具有诱人的应用前景。充分发挥水凝胶亲水性,无毒,良好的生物相容性等特点，并赋予水凝胶特殊的功能，满足不同领域的特殊性能需求，同时拓宽水凝胶的应用领域，是目前水凝胶新材料的研究方向。聚天冬氨酸类高分子材料具有可生物降解、生物相容性好、毒性低、合成方便、易与药物键合等优点，被认为是一类相当有应用前景的生物医用高分子。国内外学者对这类材料进行了许多研究。相比于其它可降解的高分子材料，聚琥珀酰亚胺(PSI)通过L-天冬氨酸的热缩聚制备获得，通过选择不同的亲核试剂对PSI进行开环反应，可以制备一系列侧链官能团修饰的聚天冬氨酸的衍生物。聚合物的主链为聚氨基酸，这从根本上保证材料良好的生物可降解性和生物相容性。其次，L-天冬氨酸原料易得，可再生性好。而且通过改变PSI开环试剂的种类和比例，可以对聚合物的结构和性质进行调控和设计，以实现不同的用途目的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，设计一种具有高生物相容性水凝胶微球，并可将其用于血液净化、药物缓释、护肤化妆品等领域，可拓宽水凝胶的应用领域。本专利技术的目的，提供一种可用于用于血液净化、药物缓释、护肤化妆品等领域的高生物相容性水凝胶微球。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供一种高生物相容性水凝胶微球，所述高生物相容性水凝胶微球是通过将聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物混合，经类悬浮聚合和净化得到水凝胶微球。所述胺类物质为3-二甲胺基丙胺、N,N-二甲基乙二胺、聚乙烯亚胺(PEI)、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺、多乙烯多胺的至少一种；所述聚琥珀酰亚胺的平均分子量为700～80000；所述氨基封端聚乙二醇的平均分子量为200～5000；所述高生物相容性水凝胶微球的粒径为0.001mm～2mm之间。胺类化合物中，聚乙烯亚胺(PEI)优选支化型聚乙烯亚胺。溶有引发剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。本专利技术所谓的“类悬浮聚合”，与悬浮聚合相似，主要将聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物、溶剂A混合，在0～40℃条件下搅拌溶解，混合均匀得到“水凝胶反应相”，并将“水凝胶反应相”在溶有分散剂的有机相中进行分散成微球状，在一定条件下进行反应获得水凝胶微球。本专利技术采用聚琥珀酰亚胺作为材料主体，选择氨基封端聚乙二醇和胺类化合物对聚琥珀酰亚胺进行开环和交联反应，制备出水凝胶材料。一方面，水凝胶材料主体为聚氨基酸，这从根本上保证材料良好的生物可降解性和生物相容性；另一方面，在水凝胶上复合聚乙二醇，可进一步提高材料的生物相容性，包括血液相容性等；再者，在水凝胶上复合胺类化合物，可得到水凝胶分子链上修饰带上胺类官能团(如伯胺基团，仲胺基团，叔胺基团和季胺基团等)，利用胺类官能团特殊的官能团特性，赋予水凝胶材料新功能。由于胺类基团易阳离子化，可通过静电作用，与带负电的物质相互作用，起到吸附作用。本专利技术在生物相容性的水凝胶微球上引入适量的含易阳离子化的胺类基团，可以用于血液净化中(如血液灌流吸附材料等)，吸附人体内内源性和外源性的带有负电特性的毒素，如胆红素、胆汁酸、蛋白结合毒素(硫酸吲哚酚IS、硫酸对甲酚PCS等)、内毒素等。另外，通过静电作用，本专利技术带有胺类基团亦可用于药物释放领域。除此之外，由于胺类基团不仅与金属阳离子有螯合作用，也能通过静电作用或氢键吸附金属负离子，从而对重金属具有很强的吸附能力。故本专利技术在生物相容性的水凝胶微球上引入适量的含易阳离子化的胺类基团，可用于重金属去除领域，包括水处理和人体皮肤重金属去除的护肤领域。本专利技术另一目的是提供可用于用于血液净化、药物缓释、护肤化妆品等领域的高生物相容性水凝胶微球的制备方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供一种高生物相容性水凝胶微球的制备方法，包括如下步骤：(a)将聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物、溶剂A混合，在0～40℃条件下搅拌溶解，混合均匀得到水凝胶反应相；所述溶剂A为二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜DMSO的至少一种；所述聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物、溶剂A的质量比为1：(0.01～10)：(0.01～10)：(1～100)。(b)将分散剂分散于溶剂B中，在常温条件下搅拌1～5h，得到油相；所述分散剂与溶剂B的质量比1：(10～1000)；所述分散剂为吐温-20，吐温-40，吐温-60，吐温-20，吐温-80，吐温-85，司班-20，司班-40，司班-60，司班-65，司班-80的至少一种；所述溶剂B为环己烷、正己烷、环戊烷、戊烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷的至少一种。(c)将水凝胶反应相加入到油相中，搅拌控制粒径大小，在20～90℃条件下反应2～20h，降温，过滤，得到凝胶微球；所述水凝胶反应相与油相的体积比为1:(1～10)。(4)将凝胶微球依次采用乙醇、水洗涤，过滤，得到高生物相容性水凝胶微球。本专利技术高生物相容性水凝胶微球可应用于血液净化、药物缓释、护肤品和水处理等领域。在血液净化方面，本专利技术的高生物相容性水凝胶微球可利用血液灌流的方式达到清除人体内内源性和外源性的带有负电特性的毒素，如胆红素、胆汁酸、蛋白结合毒素(硫酸吲哚酚IS、硫酸对甲酚PS等)、内毒素等。血液灌流是借助动力将患者的血液引至体外循环，通过血液灌流器中具有特殊吸附功能的吸附剂而除去患者血液中的内源性或外源性毒物或致病物质，从而达到血液净化的一种治疗技术。本专利技术水凝胶微球具有高的生物相容性，与人体血液接触无明显不良作用。在护肤品应用领域上，本专利技术的高生物相容性水凝胶微球由于具有较强的重金属吸附能力，通过高生物相容性水凝胶微球与皮肤的接触可有效快速结合并去除皮肤表面有毒重金属，避免口服排毒药物出现的不良反应。本专利技术所述的高生物相容性水凝胶微球具备结合有毒重金属离子的能力，进而可以减少有毒重金属在皮肤中的积聚及损害，实现护肤的功效，因此，本专利技术所述的高生物相容性水凝胶微球可以用于在药品及化妆品制剂方面应用：包括将上述的高生物相容性水凝胶微球加入本领域技术人员熟知的化妆品，按照化妆品领域的常规方法制成适于外用的霜剂、乳化剂或者水剂等剂型；也可以将上述的高生物相容性水凝胶微球加入药品领域技术人员熟知的载体或赋形剂并按照药品领域的常规方法制成适于外敷的药品。本专利技术优选化妆品方面的应用。本专利技术提供本专利技术所述的高生物相容性水凝胶微球在制备用于从皮肤表面去除有害重金属离子，从而减少有毒重金属在皮肤中的积聚及损害的药物或化妆品中的应用，其中所述的重金属是指铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)或它们的任意组合。本领域技术人员应该理解，本专利技术所述的重金属是指不同价态的重金属盐。对于Pb，常见价态有+4价和+2价；对于Cd，常见价本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高生物相容性水凝胶微球，其特征在于：所述高生物相容性水凝胶微球是通过将 聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物混合，经类悬浮聚合和净化得到水凝胶微球；所述胺类物质为3‑二甲胺基丙胺、N,N‑二甲基乙二胺、聚乙烯亚胺(PEI)、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺、多乙烯多胺的至少一种；所述聚琥珀酰亚胺的平均分子量为700~80000；所述氨基封端聚乙二醇的平均分子量为200~5000；所述高生物相容性水凝胶微球的粒径为0.001mm~2mm之间。

【技术特征摘要】
1.一种高生物相容性水凝胶微球，其特征在于：所述高生物相容性水凝胶微球是通过将聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物混合，经类悬浮聚合和净化得到水凝胶微球；所述胺类物质为3-二甲胺基丙胺、N,N-二甲基乙二胺、聚乙烯亚胺(PEI)、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺、多乙烯多胺的至少一种；所述聚琥珀酰亚胺的平均分子量为700~80000；所述氨基封端聚乙二醇的平均分子量为200~5000；所述高生物相容性水凝胶微球的粒径为0.001mm~2mm之间。2.根据权利要求1所述的一种高生物相容性水凝胶微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（a）将聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇、胺类化合物、溶剂A混合，在0~40℃条件下搅拌溶解，混合均匀得到水凝胶反应相；所述溶剂A为二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜DMSO的至少一种；所述聚琥珀酰亚胺、氨基封端聚乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭新艳，刘云鸿，刘云晖，
申请(专利权)人：泉州三欣新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35