生物粘附性水凝胶及其应用制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种固化速度快、湿面组织粘附力高、成本低且没有安全疑虑的生物胶材料，具体提供了一种生物粘附性水凝胶，包括交联性生物大分子以及光引发剂，其中，交联性生物大分子含有第一交联基团以及第二交联基团，第一交联基团在光照条件下产生亚硝基，该亚硝基在光引发剂存在条件下与第二交联基团发生化学键合从而成胶，第一交联基团为邻二氢吡啶硝基苯衍生物或吡啶甲基硝基烯咪唑类衍生物，第二交联基团为糖环羟甲基、双键、巯基中的任意一种或任意几种的组合。本发明专利技术还提供了该生物粘附性水凝胶的应用。了该生物粘附性水凝胶的应用。了该生物粘附性水凝胶的应用。

【技术实现步骤摘要】
生物粘附性水凝胶及其应用


[0001]本专利技术属于生物材料领域，涉及一种生物粘附性水凝胶及其应用。

技术介绍

[0002]生物水凝胶是由各类生物亲和性大分子经修饰改性并具有成胶能力的材料，其可用于液体状态下涂覆在伤口或出血部位后引发固化成胶从而进行原位止血或原位伤口封闭，也可以用于与3D打印技术结合从而打印各种生物组织及生物组织支架，还可以在固化的同时包裹药物得到含药物凝胶制品，即，可以作为药物载体应用。
[0003]当应用于原位止血、原位伤口封闭或生物打印时，由于需要在短时间内固化，生物水凝胶的固化成胶性能至关重要。现有技术中存在多种经光照即可成胶的生物水凝胶材料，例如，CN105131315A公开了一种非自由基光化学交联水凝胶材料，该材料包括含有邻硝基苄基类光扳机修饰的高分子衍生物的组分A以及含有酰肼、羟胺或伯胺类高分子衍生物的组分B，使用时将组分A、组分B混合并光照30s～1min即可形成凝胶，实现创面修复或创面组织隔离。又如，CN108187130A公开了一种用于生物损伤修复或止血的试剂，该试剂包括光引发剂以及由邻硝基苄基类光扳机等光响应交联基团进行修饰的天然生物大分子，使用时光照数秒即可固化从而实现快速止血。
[0004]上述生物胶类材料均利用了邻硝基苄基类光扳机修饰后的基团能够用于进行交联的特性。然而，邻硝基苄基光扳机类化合物整体价格较高，相应地，其修饰生物大分子的成本也较高，难以推广应用。不仅如此，现有技术中用于进行修饰的邻硝基苄基光扳机类化合物多数未经生物安全性方面的验证，若在生物体内降解产生毒性小分子则将带来极高的使用风险，这一点也影响了其在生物体，尤其是人体体内的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种固化速度快、湿面组织粘附力高、成本低且没有安全疑虑的生物胶材料。本专利技术的专利技术人研究发现，若采用邻二氢吡啶硝基苯衍生物或吡啶甲基硝基烯咪唑类衍生物对一些常见生物大分子进行修饰，在光照时，这些修饰基团就能够产生亚硝基，而亚硝基能够与糖环羟甲基、双键、巯基在光引发剂自由基的作用下发生化学键合，从而使得生物大分子发生交联。也就是说，在光照以及光引发剂条件下，邻二氢吡啶硝基苯衍生物或吡啶甲基硝基烯咪唑类衍生物的修饰基团能够与糖环羟甲基、双键或巯基发生键合而让生物大分子交联，从而固化成胶。
[0006]基于上述发现，本专利技术提供了一种生物粘附性水凝胶，其特征在于，包括：交联性生物大分子以及光引发剂，其中，交联性生物大分子含有第一交联基团以及第二交联基团，第一交联基团在光照条件下产生亚硝基，该亚硝基在光引发剂存在条件下与第二交联基团发生化学键合从而成胶，第一交联基团为邻二氢吡啶硝基苯衍生物或吡啶甲基硝基烯咪唑类衍生物，第二交联基团为糖环羟甲基、双键、巯基中的任意一种或任意几种的组合，邻二氢吡啶硝基苯衍生物的结构如下式I所示：
[0007][0008]式I中：
[0009]R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8中任意的一个或多个选自末端胺基、羟基、巯基、卤素、羧基、羧酸盐基或活性酯基改性的芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基，其余地可自由地选自氢、卤原子、羟基、巯基、胺基、硝基、氰基、醛基、酮基、羧基、羧酸盐基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基；
[0010]吡啶甲基硝基烯咪唑类衍生物的结构如下式II所示：
[0011][0012]式II中，R9，R
10
，R
11
，R
12
，R
13
，R
14
中任意的一个或多个选自末端胺基、羟基、巯基、卤素、羧基、羧酸盐基或活性酯基改性的芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基，其余地可自由地选自氢、卤原子、羟基、巯基、胺基、硝基、氰基、醛基、酮基、羧基、羧酸盐基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基。
[0013]上述基团中：
[0014]烷基为具有1～30个碳原子的饱和或不饱和脂肪族直链或支链的烷基；
[0015]亚烷基为具有1～30个碳原子的饱和或不饱和脂肪族直链或支链的亚烷基；
[0016]改性烷基为烷基的任意碳原子被选自卤原子、-OH、-SH、-NO2、-CN、-CHO、-COOH、酯基、酰胺基、芳基、亚芳基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO
2-、伯胺基、仲胺基、叔胺基、季铵盐基、饱和或不饱和的单环或双环亚环烃基、桥联脂杂环中的至少一种基团置换所得的基团，改性烷基具有1～30个原子，其碳碳单键可任意地被碳碳双键或碳碳叁键替换；
[0017]改性亚烷基为亚烷基的任意碳原子被选自卤原子、-OH、-SH、-NO2、-CN、-CHO、-COOH、酯基、酰胺基、芳基、亚芳基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO
2-、伯胺基、仲胺基、叔胺基、季铵盐基、饱和或不饱和的单环或双环亚环烃基、桥联脂杂环中的至少一种基团置换所得的基团，改性亚烷基具有1～30个原子，其碳碳单键可任意地被碳碳双键或碳碳叁键替换；
[0018]醚键类取代基选自以下结构：
[0019]-(CH2)
x
CH3、-(CH2CH2O)
x
CH3、-(CH2)
x
(CH2CH2O)
y
CH3、或其中x和y≥0且为整数；
[0020]酯键类取代基选自以下结构：
[0021]-CO(CH2)
x
CH3、-CO(CH2CH2O)
x
CH3、-CO(CH2)
x
(CH2CH2O)
y
CH3，其中x和y≥0且为整数；
[0022]碳酸酯键类取代基选自以下结构：
[0023]-COO(CH2)
x
CH3、-COO(CH2CH2O)xCH3、-COO(CH2)
x
(CH2CH2O)
y
CH3，其中x和y≥0且为整数；
[0024]胺基甲酸酯键类取代基选自以下结构：
[0025]-CONH(CH2)
x
CH3、-CONH(CH2CH2O)
x
CH3、-CONH(CH2)
x
(CH2CH2O)
y
CH3，其中x和y≥0且为整数；
[0026]巯基甲酸酯键类取代基选自以下结构：
[0027]-COS(CH2)
x
CH3、-COS((CH2CH2O)
x
CH3、-COS(CH2)
x
(CH2CH2O)
y
CH3，其中x和y≥0且为整数；
[0028]磷酸酯键类取代基选自以下结构：-POOO(CH2)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物粘附性水凝胶，其特征在于，包括：交联性生物大分子以及光引发剂，其中，所述交联性生物大分子含有第一交联基团以及第二交联基团，所述第一交联基团在光照条件下产生亚硝基，该亚硝基在所述光引发剂存在条件下与所述第二交联基团发生化学键合从而成胶，所述第一交联基团为邻二氢吡啶硝基苯衍生物或吡啶甲基硝基烯咪唑类衍生物，所述第二交联基团为糖环羟甲基、双键、巯基中的任意一种或任意几种的组合，所述邻二氢吡啶硝基苯衍生物的结构如下式I所示：式I中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8中任意的一个或多个选自末端胺基、羟基、巯基、卤素、羧基、羧酸盐基或活性酯基改性的芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基，其余地可自由地选自氢、卤原子、羟基、巯基、胺基、硝基、氰基、醛基、酮基、羧基、羧酸盐基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基；所述吡啶甲基硝基烯咪唑类衍生物的结构如下式II所示：式II中，R9，R
10
，R
11
，R
12
，R
13
，R
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中任意的一个或多个选自末端胺基、羟基、巯基、卤素、羧基、羧酸盐基或活性酯基改性的芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基，其余地可自由地选自氢、卤原子、羟基、巯基、胺基、硝基、氰基、醛基、酮基、羧基、羧酸盐基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基、亚烷基、改性烷基或改性亚烷基。2.根据权利要求1所述的生物粘附性水凝胶，其特征在于：其中，所述交联性生物大分子包括第一交联性生物大分子以及第二交联性生物大分子，其中，所述第一交联性生物大分子为含有所述第一交联基团的生物大分子，所述第二交联性生物大分子为含有所述第二交联基团的生物大分子。3.根据权利要求1所述的生物粘附性水凝胶，其特征在于：其中，所述交联性生物大分子为第三交联性生物大分子，
所述第三交联性生物大分子为含有所述第一交联基团以及所述第二交联基团的生物大分子。4.根据权利要求3所述的生物粘附性水凝胶，其特征在于：其中，所述第三交联性生物大分子由所述第一交联基团对含有所述第二交联基团的生物大分子进行修饰而得到。5.根据权利要求1所述的生物粘附性水凝胶，其特征在于：其中，含有糖环羟甲基的所述生物大分子为透明质酸、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱凌啸，
申请(专利权)人：海宁侏罗纪生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：