一种可控活性氧响应凝胶填充多孔支架及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可控活性氧响应凝胶填充多孔支架及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)制备不饱和聚氨酯的多孔支架；(2)将具有活性氧响应的超支化聚合物溶解于水中，并加入引发剂，得到含有引发剂的超支化聚合物水溶液；(3)将不饱和聚氨酯的多孔支架浸入含有引发剂的超支化聚合物水溶液中，充分或部分浸润后除去多孔支架表面多余的溶液，通过热引发、氧化还原引发或光引发进行交联，得到可控活性氧响应凝胶填充多孔支架。本发明专利技术可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的活性氧响应能力的调控范围大大增加。范围大大增加。范围大大增加。

【技术实现步骤摘要】
一种可控活性氧响应凝胶填充多孔支架及其制备方法


[0001]本专利技术涉及医用高分子材料领域，尤其涉及一种可控活性氧响应凝胶填充多孔支架及其制备方法。

技术介绍

[0002]活性氧产生于各种人体的生理活动，并在调控氧化还原平衡方面发挥着重要作用。人体内存在各种活性氧消除酶和小分子抗氧化物来维持细胞内外活性氧产生与清除的动态平衡，但是当人体组织受损时，大量细胞死亡会激活炎症反应，产生大量活性氧自由基，使平衡被破坏，最终导致细胞进一步凋亡和组织损伤，抑制了组织的正常修复进程。
[0003]大量研究表明，骨关节炎、心肌梗死、糖尿病慢性皮肤缺损等各类炎症性疾病的机理均与组织微环境内过量表达的活性氧密切相关。因此，如何及时而有效地调控病理微环境的活性氧水平并维持在正常水平至关重要。活性氧响应性材料可以及时而有效地消除组织微环境中过量表达的活性氧(ROS)并改善局部组织微环境，对于抑制炎症和纤维增生，促进组织修复再生具有重要意义。
[0004]公开号为CN110885455A的中国专利文献公开了一种具有灵敏的活性氧响应能力的含有双键端基的超支化聚合物(HBPAK)，清除活性氧的效果显著，但是由于水凝胶体系的响应速度过快，在受损组织没有完全修复之前已经降解完毕，导致体系后期的机械支撑不足；再者，对于某些持续产生高浓度活性氧的病灶，后期活性氧清除能力不足。
[0005]公开号为CN113425897A的中国专利文献公开了一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法。该心脏补片包括浇筑膜、电纺纤维膜和多孔膜，所述聚氨酯为含有酮缩硫醇键的活性氧响应性可降解聚氨酯。该技术方案中的支架材料相对水凝胶响应速度较慢，响应速度的可调控范围有限。
[0006]因此，如何制备成既具有机械支撑效果为组织修复后期提供微环境，又可以通过分子设计调控活性氧响应速度的生物医用材料是目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种可控活性氧响应凝胶填充多孔支架及其制备方法，该支架具有优异的力学性能和良好的生物相容性，能为受损组织提供力学支持，促进组织再生，更重要的是可以根据微环境通过分子设计调控组织的活性氧响应性能。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)制备不饱和聚氨酯的多孔支架；
[0011](2)将具有活性氧响应的超支化聚合物溶解于水中，并加入引发剂，得到含有引发剂的超支化聚合物水溶液；
[0012](3)将不饱和聚氨酯的多孔支架浸入含有引发剂的超支化聚合物水溶液中，充分或部分浸润后除去多孔支架表面多余的溶液，通过热引发、氧化还原引发或光引发进行交
联，得到可控活性氧响应凝胶填充多孔支架。
[0013]在本专利技术的制备方法中，可根据使用微环境判断对活性氧响应材料的活性氧响应速度的需求，可通过调节可控活性氧响应凝胶填充多孔支架中活性氧响应凝胶的填充量或多孔支架材料，来调节本专利技术制备的可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的活性氧响应速度。本专利技术的活性氧响应能力的调控范围大大增加。
[0014]步骤(1)中，采用热致相分离法、明胶致孔剂法或者超临界CO2发泡法制备不饱和聚氨酯的多孔支架。
[0015]采用热致相分离法制备不饱和聚氨酯的多孔支架，包括：在20～80度下，将不饱和聚氨酯溶解于溶剂中形成均相溶液，倒入模具中并降温至
‑
80～
‑
20度，使均相溶液发生相分离直至溶剂完全结晶，之后采用冷冻干燥法除去溶剂，得到不饱和聚氨酯的多孔支架。
[0016]采用明胶致孔剂法制备不饱和聚氨酯的多孔支架，包括：将明胶颗粒溶胀粘连后烘干，形成明胶支架；在20～80度下，将不饱和聚氨酯溶解于溶剂中形成均相溶液；将明胶支架浸入均相溶液中并充分浸润，之后降温至
‑
80～
‑
20度，使均相溶液发生相分离直至溶剂完全结晶，水洗除去明胶支架，之后采用冷冻干燥法除去溶剂，得到不饱和聚氨酯的多孔支架。
[0017]所述的不饱和聚氨酯为带有双键的聚氨酯；进一步的，所述的聚氨酯材料为聚富马酸丙二醇酯基可降解不饱和聚氨酯(PPFU)或聚富马酸丙二醇酯基ROS响应性可降解不饱和聚氨酯(PFTU)。
[0018]PPFU只含有双键，PFTU同时含有双键和酮缩硫醇键。
[0019]所述的溶剂为二氧六环。
[0020]所述的均相溶液中，不饱和聚氨酯的质量浓度为2～15％。
[0021]所述的明胶颗粒的粒径为150～500μm。明胶颗粒采用85％的乙醇溶液浸泡溶胀粘连。
[0022]步骤(2)中，所述的具有活性氧响应的超支化聚合物含有双键端基，通过聚乙二醇二丙烯酸酯与活性氧响应小分子二胺反应得到；所述的活性氧小分子二胺为具有活性氧响应性结构的两端端基为氨基的小分子。
[0023]进一步的，所述的活性氧小分子二胺为含有酮缩硫醇键或二硒键的两端端基为氨基的小分子。
[0024]具有活性氧响应的超支化聚合物的制备方法可参见公开号为CN110885455A的中国专利文献。
[0025]优选的，超支化聚合物的水溶液中，超支化聚合物的质量浓度为3～20％。
[0026]优选的，所述的引发剂为2
‑
羟基
‑4‑
(2
‑
羟乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮(I2959)或苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基磷酸锂(LAP)。
[0027]进一步的，含有引发剂的超支化聚合物的水溶液中，引发剂的质量浓度为0.01～0.1％。
[0028]步骤(3)中，采用光引发进行交联，光引发的条件为：采用紫外光进行光照，紫外光强为50～100％，时间为2～120s。
[0029]本专利技术还提供了采用上述制备方法制备的可控活性氧响应凝胶填充多孔支架。
[0030]优选的，可控活性氧响应凝胶填充多孔支架中，多孔支架与活性氧响应凝胶的质
量比为1：0.1～2。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0032]针对单一活性氧响应水凝胶响应速度过快，后期力学支撑不足的问题，本专利技术的可控活性氧响应凝胶填充多孔支架具有优异的力学性能、活性氧动态响应能力和良好的生物相容性，能为受损组织提供快速抗氧化响应的同时，也能提供足够的力学支持，应对不同修复时期的组织抗氧化需求，促进组织再生；可根据使用微环境的需求，通过调节可控活性氧响应凝胶填充多孔支架中凝胶与多孔支架的质量比，和两者的结构中活性氧响应基团的含量，来调节可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的动态活性氧响应能力。
附图说明
[0033]图1为本专利技术可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的结构示意图；
[0034]图2为DPPH测试法测试实施例1制备的负载水凝胶多孔支架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备不饱和聚氨酯的多孔支架；(2)将具有活性氧响应的超支化聚合物溶解于水中，并加入引发剂，得到含有引发剂的超支化聚合物水溶液；(3)将不饱和聚氨酯的多孔支架浸入含有引发剂的超支化聚合物水溶液中，充分或部分浸润后除去多孔支架表面多余的溶液，通过热引发、氧化还原引发或光引发进行交联，得到可控活性氧响应凝胶填充多孔支架。2.根据权利要求1所述的可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用热致相分离法、明胶致孔剂法或者超临界CO2发泡法制备不饱和聚氨酯的多孔支架。3.根据权利要求2所述的可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的制备方法，其特征在于，采用热致相分离法制备不饱和聚氨酯的多孔支架，包括：在20～80度下，将不饱和聚氨酯溶解于溶剂中形成均相溶液，倒入模具中并降温至
‑
80～
‑
20度，使均相溶液发生相分离直至溶剂完全结晶，之后采用冷冻干燥法除去溶剂，得到不饱和聚氨酯的多孔支架。4.根据权利要求2所述的可控活性氧响应凝胶填充多孔支架的制备方法，其特征在于，采用明胶致孔剂法制备不饱和聚氨酯的多孔支架，包括：将明胶颗粒溶胀粘连后烘干，形成明胶支架；在20～80度下，将不饱和聚氨酯溶解于溶剂中形成均相溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：高长有，朱旸，王艳姣，沈育明，丁洁，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：