一种可注射水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种可注射水凝胶及其制备方法与应用。本发明专利技术的可注射水凝胶，包括聚合物组分和交联剂组分，所述聚合物组分和所述交联剂组分的体积比为(5

【技术实现步骤摘要】
一种可注射水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及水凝胶
，尤其涉及一种可注射水凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]伤口护理在人们日常生活及外科手术中一直是常见且棘手的问题，为了加快伤口的自然愈合与恢复，快速止血、清洁、伤口闭合等处理方式已经被普遍适用于各类伤口的护理中。然而，传统伤口闭合的方式一般都会用到绷带、止血夹、缝线等器械以物理的方式将伤口边缘进行闭合，这些处理手段不仅在操作上较为复杂，而且会损伤到伤口周围本身健康的皮肤或组织，带来额外的疤痕、感染及炎症等副作用。因此，为了实现快速闭合伤口及止血作用，一系列的伤口缝合止血材料应运而生。但是，现有的伤口敷料在实际使用及性能上均存在一系列问题，例如固化过快、止血渗漏、与组织脱粘等，这些缺陷也限制了该类材料作为止血材料的应用。
[0003]在心血管疾病中，主动脉瘤、动静脉瘘和血管畸形等血管疾病严重威胁人类，特别是中老年人的生命健康。血管疾病具有高患病率、高致残率和高死亡率的特点。其中，主动脉瘤是指主动脉病理性的扩张超过正常血管直径的50％，因其高死亡率和高并发症发生率，是主动脉外科最具挑战的手术。动静脉瘘是指动脉和静脉之间存在异常通道，动脉血液经异常孔道进入伴行的静脉，可造成瘘的局部血管病变和瘘局部、周围循环和全身系统的血流动力学变化。血管畸形是具有正常内皮细胞组织结构的毛细血管、静脉和动脉或淋巴管的异常扩张。
[0004]随着外科手术技术的成熟，特别是微创支架技术的进步，血管疾病手术成功率大大增加，术后的并发症发生率和死亡率较以往也明显降低。然而，手术治疗中仍面临着一些严峻的技术问题。例如，覆膜支架在隔绝主动脉和瘤腔时，会出现隔绝不完全的问题，造成动脉瘤血液未被完全阻断，当瘤体扩张到一定程度时会破裂出血，可能导致患者死亡。另外，针对动静脉瘘和血管畸形，往往采用弹簧圈、硬化剂进行填充封堵，这类材料较硬，且难以完全填充，治疗效果非常有限，病症复发率较高。
[0005]水凝胶是一种亲水性聚合物材料，以水作为分散介质，具有很强的吸湿性，含水量一般在90％以上，柔韧性好，与生物组织非常相似，已被广泛用于组织工程支架、细胞培养、药物输运与缓释、隐形眼镜、医用电极、植入体、医用胶水和伤口敷料等。由于水凝胶与生物组织相容性好，因此，可将其作为栓塞或封堵材料用于治疗外科创伤、主动脉瘤、血管畸形等血管病变，显著改善了伤口封合及血管疾病的治疗效果。
[0006]现有技术的栓塞材料的应用方式主要有以下两种，一种是将材料本体在体外制备成型，如金属弹簧圈、凝胶微球、密网支架等，然后通过导管输送至指定部位，但固体栓塞材料对输送系统及手术医生的操作要求较高，而且对于复杂形状及部位的填充性也较差；而另一种是将液体形式的栓塞材料通过导管或注射器注射至指定部位，然后原位交联形成固体，该方法具有更好的填充性，但传统栓塞材料如异氰酸酯、乙烯
‑
乙烯醇共聚物等，材料本身的生物相容性较差，易引发炎症或其他副作用，且固化时间极短，难以控制，手术操作难
度大。
[0007]CN113952507A公开了一种双组分可注射型原位功能水凝胶生物材料及其制备方法，该水凝胶生物材料以端基功能化的水溶性聚醚高分子为第一组分，以氨基功能化的大分子为第二组分，使用时将第一组分和第二组分通过注射器快速均匀混合得到。该专利技术有效提高了水凝胶的弹性，提高了水凝胶的适用性，可满足使用者舒适度的需求。但是，其力学性能的稳定性有待进一步提高。
[0008]CN113398333A公开了一种水凝胶基磷酸钙镁材料及其作为骨修复材料的应用，所述水凝胶基磷酸钙镁材料由A组分和B组分双组分组成：A组分组成包括聚合单体、交联单体和分散溶液，聚合单体选自丙烯酰胺和/或聚异丙基丙烯酰胺，交联单体选自甲叉丙烯酰胺；B组分组成包括引发剂、无机填料颗粒，无机填料颗粒选自过烧氧化镁、磷酸盐体系的混合物，无机填料颗粒的粒径为50
‑
300目之间。该专利技术所提供的骨修复材料的合成路线简单，便于操作，可注射，成本低廉，能实现体内自胶结，无须其他激发条件，其力学性能可控，具有良好的生物相容性和可降解性，能有效促进生物细胞粘附、增殖和分化。但是该材料体系中包含丙烯酰胺等单体小分子，具有较强毒性，若直接混合注射进入体内，会对人体造成严重的副作用，因此不能直接应用于体内。
[0009]因此，开发具备优良注射性、稳定力学性能及良好生物兼容性的可注射水凝胶材料，适用于体外及外科伤口止血，以及血管疾病封堵治疗等应用场景，在伤口护理及心血管疾病治疗等方面具备极大的技术优势和市场前景。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种可注射水凝胶及其制备方法与应用，该可注射水凝胶具有可注射、快速固化、显影性和可载药等特点，其原位聚合形成化学交联网络，材料具备优良的组织粘接性与生物相容性，可用作体内外伤口快速封堵与体内血管及器官疾病治疗的功能性水凝胶材料。
[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种可注射水凝胶，为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]一种可注射水凝胶，包括聚合物组分和交联剂组分，所述聚合物组分和所述交联剂组分的体积比为(5
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10):1；所述聚合物组分包括官能团改性的聚合物与其他聚合物的共混物；所述官能团改性的聚合物包括单体、接枝偶联剂与引发剂聚合形成的聚合物；所述其他聚合物包括亲水性聚合物。
[0013]本专利技术提供的可注射水凝胶材料在溶解并混合之后可注射填充到指定部位，其中聚合物主体和交联剂可以迅速交联形成聚合物网络，提供较高的力学强度，使材料能迅速成型；所形成的水凝胶网络一般包含物理与化学交联网络，保证水凝胶长期的性能稳定性，避免了加热、紫外照射、添加催化剂等辅助交联的条件引起的操作性和安全性问题；另外，聚合物网络上的官能团能够与组织表面的官能团形成化学键连，实现了材料与组织的粘接性，使水凝胶能够稳定停留于病变部位，保证了伤口封合或栓塞封堵效果的长效性；同时，水凝胶材料具备得天独厚的生物相容性，从而确保了材料的安全性。本专利技术提供的可注射水凝胶具有可注射、快速固化、显影性和可载药等特点，其原位聚合形成化学交联网络，材料具备优良的组织粘接性与生物相容性，可用作体内外伤口快速封堵与体内血管及器官疾
病治疗的功能性水凝胶材料。
[0014]本专利技术中，所述聚合物组分和所述交联剂组分的体积比为(5
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10):1，例如可以是5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等。
[0015]本专利技术中，所述单体为含有乙烯基的水溶性单体，所述单体包括丙烯酸类及其衍生物、丙烯酸酯类及其衍生物、乙烯基吡咯烷酮及其衍生物中的任意一种或至少两种的混合物。
[0016]优选地，所述单体占所述聚合物组分的质量百分比为50
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80％，例如可以是50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％等。
[0017]本专利技术中，所述接枝偶联剂为含有羧基、马本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可注射水凝胶，其特征在于，包括聚合物组分和交联剂组分，所述聚合物组分和所述交联剂组分的体积比为(5
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10):1，所述聚合物组分包括官能团改性的聚合物与其他聚合物的共混物，所述官能团改性的聚合物包括单体、接枝偶联剂与引发剂聚合形成的聚合物，所述其他聚合物包括亲水性聚合物。2.根据权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述单体为含有乙烯基的水溶性单体；优选地，所述单体包括丙烯酸类及其衍生物、丙烯酸酯类及其衍生物、乙烯基吡咯烷酮及其衍生物中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所述单体占所述聚合物组分的质量百分比为50
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80％。3.根据权利要求1或2所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述接枝偶联剂为含有羧基、马来酰亚胺基、琥珀酰亚胺酯基、醛基及乙烯基的小分子材料；优选地，所述接枝偶联剂包括丙烯酸、甲基丙烯醛、羟基琥珀酰亚胺丙烯酸酯、马来酰亚胺乙酸
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琥珀酰亚胺酯、马来酰亚胺
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聚乙二醇
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琥珀酰亚胺酯、双琥珀酰亚胺戊二酸酯中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所述接枝偶联剂占所述单体的质量百分比为5
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40％。4.根据权利要求1
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3之一所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述亲水性聚合物包括聚丙烯酸及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯亚胺、海藻酸盐、壳聚糖、明胶、纤维素、透明质酸中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所述亲水性聚合物的数均分子量为5000
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200000；优选地，所述亲水性聚合物占所述聚合物组分的质量百分比为10
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30％。5.根据权利要求1
‑
4之一所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述引发剂包括二苯甲酮及其衍生物、过硫酸盐、偶氮二异丁腈及其衍生物、α
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酮戊二酸、2
‑
羟基
‑4′‑
(2
‑
羟乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮、苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基次膦酸锂中的任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：程思博，念国栋，
申请(专利权)人：苏州凝智新材料发展有限公司，
类型：发明
国别省市：