一种温敏水凝胶前体的制备方法技术

一种温敏水凝胶前体的制备方法，涉及水凝胶领域，其先将生物材料在分子为非电中性的条件下充分溶解，得到生物材料溶液。通过在非电中性条件下的溶解，使生物材料能够溶解得更为充分，得到稳定均一的生物材料溶液。再在低温环境下，将生物材料溶液调节至分子为电中性。低温环境保证了生物材料溶液在调回电中性的过程中，始终保持溶液状态，避免了生物材料析出而破坏溶液稳定性。最后加入pH值稳定剂，对温敏水凝胶前体的pH范围进行精确控制，使温敏水凝胶前体在相变过程中能更好地保持其pH范围的稳定，从而实现温敏水凝胶前体相变过程的连续、快速、可逆、稳定。

Preparation of a Thermosensitive Hydrogel Precursor

【技术实现步骤摘要】
一种温敏水凝胶前体的制备方法
本专利技术涉及水凝胶领域，具体而言，涉及一种温敏水凝胶前体的制备方法。
技术介绍
温敏水凝胶材料是一类对温度变化敏感的智能材料，可以随着使用条件或使用部位的温度变化发生相转变由水溶液形成非化学交联的水凝胶，其形成往往是温度改变后氢键或疏水作用随之变化而引起的，最终导致水溶液的物理状态发生改变，即环境温度低于最低临界相变温度(LowerCriticalSolutionTemperature,LCST)时呈液体状态，高于LCST时呈半固体水凝胶状态。原位注射进入人体后该材料可填充组织间隙，在体内迅速发生相变，在注射部位形成半固体状态水凝胶。将该材料负载药物(或活性分子)时，可以实现局部给药并延长药物在注射部位的滞留时间，达到控制释放的目的，以提高药物功效。现有技术中，温敏水凝胶材料存在胶凝温度可控性差、机械强度低、形成的水凝胶溶蚀快、水凝胶状态稳定时间短、体内不能生物降解等问题，使温敏水凝胶材料的应用受到了一定的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种温敏水凝胶前体的制备方法，其操作简单高效，制备得到的温敏水凝胶前体的稳定性高，在低温下呈溶液态，可以自由流动，并能随着温度的提高，快速相变形成凝胶，相变过程多次可逆，具有较高的应用价值。本专利技术的实施例是这样实现的：一种温敏水凝胶前体的制备方法，其包括：将生物材料在分子为非电中性条件下充分溶解，得到生物材料溶液；于-10～10℃下，调节生物材料溶液的pH值为A，在该pH值下，生物材料中分子呈电中性；保持温度为-10～10℃，加入pH值稳定剂，使生物材料溶液的pH值稳定在A±1的范围内。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术提供了一种温敏水凝胶前体的制备方法，其先将生物材料在分子为非电中性的条件下充分溶解，得到生物材料溶液。通过在非电中性条件下的溶解，使生物材料能够溶解得更为充分，得到稳定均一的生物材料溶液。再在低温环境下，将生物材料溶液调节至分子为电中性。低温环境保证了生物材料溶液在调回电中性的过程中，始终保持溶液状态，避免了生物材料析出而破坏溶液稳定性。最后加入pH值稳定剂，对温敏水凝胶前体的pH范围进行精确控制，使温敏水凝胶前体在相变过程中能更好地保持其pH范围的稳定，从而实现温敏水凝胶前体相变过程的连续、快速、可逆、稳定。附图说明图1为本专利技术实施例1所提供的温敏水凝胶前体在空气环境中的可逆相变过程；图2为本专利技术实施例1所提供的温敏水凝胶前体在水环境中的可逆相变过程；具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种温敏水凝胶前体的制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供了一种温敏水凝胶前体的制备方法，其包括：S1.将生物材料在分子为非电中性条件下充分溶解，得到生物材料溶液。其中，生物材料包括天然生物材料和合成生物材料中的至少一种。天然生物材料包括淀粉类材料、纤维素类材料、海藻酸、海藻酸盐、血清白蛋白、血纤蛋白原、透明质酸、鱼胶、壳聚糖、壳聚糖/甘油磷酸二钠混合物、促凝血酶原激酶、胶原、明胶、鲱精蛋白、角蛋白类和还原角蛋白中的至少一种。淀粉类材料包括淀粉以及淀粉的衍生物，纤维素类材料包括纤维素以及纤维素衍生物。合成生物材料包括聚氨基酸、聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸、丙烯酸衍生物、嵌段式聚合物中的至少一种。进一步地，上述聚氨基酸包括聚赖氨酸、聚谷氨酸中的至少一种。丙烯酸衍生物包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种。嵌段式聚合物包括泊洛沙姆。生物材料在其分子呈电中性的环境下的溶解性差，而在非电中性的环境下，由于分子本身带有正负电荷，其更容易溶解在水中形成溶液。为了达到更好的溶解效果，本专利技术实施例采用的方法正是让生物材料的分子脱离其电中性环境，而在非电中性的环境下进行溶解，从而形成稳定均一的生物材料溶液。将生物材料在分子为非电中性条件下溶解的方法是：将生物材料在助溶剂的辅助下溶解于水中，助溶剂包括酸性试剂和碱性试剂中的任一种。酸性试剂和碱性试剂均可以使生物材料分子偏离电中性环境而带上正负电荷，从而更好地在水中进行溶解。酸性试剂包括有机酸和无机酸中的至少一种。例如，可以是盐酸、硝酸、硫酸、磷酸等无机酸中的至少一种。也可以是酒石酸、柠檬酸、草酸、乙酸、甲酸等有机酸中的一种。考虑到该温敏水凝胶前体可能被用于生物医用材料，在该制备方法中，优选采用对人体危害较小的有机酸试剂，其中，又以柠檬酸的效果较佳。但是，在一些非医用的应用场景下，对酸的要求则没有那么高，盐酸、硝酸、硫酸等无机酸同样可以应用到本专利技术的制备方法中。碱性试剂包括有机碱和无机碱中的至少一种。例如，可以是三乙胺、四甲基乙二胺、吡啶、哌啶等有机碱中的至少一种，也可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水、磷酸氢二钠、碳酸氢钠等无机碱中的至少一种。同样地，考虑到该温敏水凝胶前体可能被用于生物医用材料，在该制备方法中，采用的碱性试剂以人体所含有的钠和钾对应的碱性化合物为主，尽量降低温敏水凝胶前体对人体的伤害，保证其具有较好的生物相容性。生物材料溶液中生物材料的含量为0.01wt％～90wt％。优选地，生物材料的含量为0.1wt％～50wt％；优选地，所述生物材料的含量为10wt％～30wt％。值得注意的是，上述浓度范围针对的是本专利技术实施方式中所有可能应用到的生物材料的整体范围，具体实施过程中，针对不同生物材料的溶解性能，浓度范围存在着较大的差异。例如，对于溶解度较好的透明质酸等物质，生物材料溶液中生物材料的含量可以达到60wt％～90wt％。而对于淀粉、纤维素等溶解度较差的生物材料，其浓度范围可能在0.01wt％～20wt％。同时，对于该温敏水凝胶前体来说，生物材料溶液中生物材料的含量低至0.01wt％时，其浓度已经很低了，虽然依旧能够达到快速成胶的效果，形成的凝胶也具有足够的稳定性，但其力学强度较差。进一步地，上述溶解的过程也可以在低温下进行，以-10～10℃为宜。生物材料在常温下的溶解度较低，相反地，在低温下却能够更好的溶解。专利技术人经过自身创造性劳动发现，在非中性环境下溶解的同时，采用低温环境，可以使生物材料的溶解更为充分。本专利技术实施方式所提供的一种温敏水凝胶前体的制备方法，还包括：S2.于-10～10℃下，调节生物材料溶液的pH值为A，在该pH值下，生物材料中分子呈电中性。其中，A并没有指代特定的数值范围，其代表的是生物材料溶液中分子呈电中性时，该生物材料溶液对应的pH值。值得注意的是，对于不同的生物材料来说，A代表的数值范围并不相同，对于部分生物材料来说，其分子呈电中性时，生物材料溶液可能是酸性的。而对于其它生物材料来说，其分子呈电中性时，生物材料溶液也可能是碱性的。同时，对于一种生物材料来说，在一定的pH值范围内，其分子均可以呈现为电中性，因此，A并不是一个数值，而是一个较小区间的范围值。例如，对于鱼胶来说，其分子呈电中性时，也即鱼胶的等电点，对应的pH范围为4.8～5.2，在该范围内，鱼胶分子主要以中性分子的形式存在；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温敏水凝胶前体的制备方法，其特征在于，包括：将生物材料在分子为非电中性条件下充分溶解，得到生物材料溶液；于‑10～10℃下，调节所述生物材料溶液的pH值为A，在该pH值下，所述生物材料中分子呈电中性；保持温度为‑10～10℃，加入pH值稳定剂，使所述生物材料溶液的pH值稳定在A±1的范围内。

【技术特征摘要】
1.一种温敏水凝胶前体的制备方法，其特征在于，包括：将生物材料在分子为非电中性条件下充分溶解，得到生物材料溶液；于-10～10℃下，调节所述生物材料溶液的pH值为A，在该pH值下，所述生物材料中分子呈电中性；保持温度为-10～10℃，加入pH值稳定剂，使所述生物材料溶液的pH值稳定在A±1的范围内。2.根据权利要求1所述的温敏水凝胶前体的制备方法，其特征在于，所述生物材料包括天然生物材料和合成生物材料中的至少一种；优选地，所述天然生物材料包括淀粉类材料、纤维素类材料、海藻酸、海藻酸盐、血清白蛋白、血纤蛋白原、透明质酸、鱼胶、壳聚糖、壳聚糖/甘油磷酸二钠混合物、促凝血酶原激酶、胶原、明胶、鲱精蛋白、角蛋白类和还原角蛋白中的至少一种；优选地，所述合成生物材料包括聚氨基酸、聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸、丙烯酸衍生物、嵌段式聚合物中的至少一种；优选地，所述聚氨基酸包括聚赖氨酸、聚谷氨酸中的至少一种；优选地，所述丙烯酸衍生物包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；优选地，所述嵌段式聚合物包括泊洛沙姆。3.根据权利要求1所述的温敏水凝胶前体的制备方法，其特征在于，所述生物材料溶液中所述生物材料的含量为0.01wt％～90wt％；优选地，所述生物材料的含量为0.1wt％～50wt％；优选地，所述生物材料的含量为10wt％～30wt％。4.根据权利要求1所述的温敏水凝胶前体的制备方法，其特征在于，将所述生物材料在分子为非电中性条件下溶解的方法是：将所述生物材料在助溶剂的辅助下溶解于水中，所述助溶剂包括酸性试剂和碱性试剂中的任一种；优选地，所述酸性试剂包括有机酸和无机酸中的至少一种；优选地，所述无机酸包括盐酸、硝酸、硫酸和磷酸中的至少一种；优选地，所述有机酸包括酒石酸、柠檬酸、草酸、乙酸和甲酸中的至少一种；优选地，所述碱性试剂包括有机碱和无机碱中的至少一种；优选地，所述有机碱包括三乙胺、四甲基乙二胺、吡啶和哌啶中的至少一种；优选地，所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水、磷酸氢二钠和碳酸氢钠中的至少一种。5.根据权利要求4所述的温敏水凝胶前体的制备方法，其特征在于，调节所述生物材料溶液的pH值使所述生物材料中分子呈电中性的方法是，将所述生物材料溶液与所述碱性试剂和/或所述酸性试剂混合。6.根据权利要求1所述的温敏水凝胶前体的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜明春，邓飞，沈健，
申请(专利权)人：成都昕才医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51