一种聚磷腈聚合物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聚磷腈聚合物水凝胶及其制备方法与应用，通过采用异亮氨酸乙酯、侧基功能团和氨基聚乙二醇对聚二氯磷腈进行取代，其中，异亮氨酸乙酯在室温范围内不会聚集，但是随温度升高，异亮氨酸乙酯会发生聚集反应，表现为不溶于水的凝胶状态，而这种随温度变化而产生的物理相变是可逆的，当温度下降后，凝胶再次变回溶液状态，实现流体/凝胶可逆性相变；侧基功能团可以起到调控降解时间的作用，并且也可以通过电荷吸引与带正电性、负电性或中性的药物结合，以满足生物体内递送药物或作为填充物的要求；采用本发明专利技术的方法制得的聚磷腈聚合物水凝胶所采用的单体材料均为生物安全性高的材料，降解产物可被生物体吸收或排泄，安全无毒性。安全无毒性。安全无毒性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚磷腈聚合物水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及生物相容性材料领域，尤其涉及一种聚磷腈聚合物水凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前，生物医学材料已得到快速充分的研究与开发，比如在关节支架、心脏起搏器、人工脏器、组织再生以及药物递送等领域都有重大突破。但是，随着医学技术的不断进步，对生物医学材料要求也更加严格，尤其是对可生物降解、材料与生物组织间的相互作用、药物释放特性以及材料的物理化学与力学性能等。在已有的生物医学材料聚α
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羟基酸、聚酸酐、聚邻苯脂、聚氨基酸等当中，聚磷腈(PPZ)聚合物由于其可嫁接材料的多样性，已成为一种发展迅速的新型生物医学材料。然而，现阶段没有真正意义实现PPZ规模化生产的企业和产品。
[0003]H.R.Allcock通过将不同的支链物质与聚二氯磷腈的逐步亲核反应嫁接，可以形成不同性质的PPZ聚合物。使用亲水的甲氧基聚乙二醇(MPEG)作为亲核取代基团，与聚二氯磷腈通过逐步亲核取代反应，然后与四L－赖氨酸进行枝化反应，从而制得具有阳离子基团的PPZ用于生长因子的释放。MengDeng等人利用乙基甘氨酸和甲氧基乙氧基乙氧基合成的PPZ与聚(乳酸
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共羟基)PLAGA混合，开发了一种具有仿生生物活性的共混物并应用于骨组织工程。Greish等人制备了一种由无钙的羟基磷灰石与丙氨酸乙酯聚磷腈组成的可生物降解复合材料，并证明其在骨再生方面的潜在应用。Qing
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Song Zhang等人制备了一种带有苯胺齐聚物和甘氨酸乙酯侧基的具有导电性和生物降解性的PPZ，并研究了其在的神经再生方面潜在的应用。然而，目前还缺乏具有温度敏感而发生流体/凝胶可逆性相变且生物相容性的PPZ水凝胶产品。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚磷腈聚合物水凝胶及其制备方法与应用，旨在解决现有技术缺乏具有温度敏感而发生流体/凝胶可逆性相变且生物相容性的PPZ水凝胶产品的问题。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]一种聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，包括步骤：
[0008]提供六氯环磷腈、催化剂、异亮氨酸乙酯盐酸盐、侧基功能团反应物、聚乙二醇单甲醚和四氢呋喃；
[0009]将六氯环磷腈与催化剂混合，加热，反应得到聚二氯磷腈；
[0010]在惰性气体保护下，将所述聚二氯磷腈加入到所述四氢呋喃中，再加入异亮氨酸乙酯盐酸盐和缚酸剂，发生亲核取代反应得到异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈；
[0011]将所述侧基功能团反应物加入到所述四氢呋喃中，然后与所述异亮氨酸乙酯取代
的聚二氯磷腈混合，发生亲核取代反应得到侧基功能团取代的聚二氯磷腈；
[0012]对所述聚乙二醇单甲醚进行氨基化处理，得到氨基聚乙二醇，并将所述氨基聚乙二醇与所述侧基功能团取代的聚二氯磷腈混合，发生取代反应得到所述聚磷腈聚合物溶液；
[0013]对所述聚磷腈聚合物溶液进行纯化处理，得到所述聚磷腈聚合物水凝胶。
[0014]所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，所述将六氯环磷腈与催化剂混合，加热，反应得到聚二氯磷腈的步骤，包括步骤：
[0015]将六氯环磷腈与催化剂混合，加热至290～310℃，进行开环反应得到聚二氯磷腈；
[0016]其中，所述催化剂为三氯化铝，所述三氯化铝占所述六氯环磷腈的质量百分比为4～5％；所述开环反应的反应时间为6～7h，反应条件为隔绝氧气和水分的封闭环境。
[0017]所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，所述将所述聚二氯磷腈加入到所述四氢呋喃中，再加入异亮氨酸乙酯盐酸盐和缚酸剂，发生亲核取代反应得到异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈的步骤，包括步骤：
[0018]在惰性气体保护下，将所述聚二氯磷腈加入到所述四氢呋喃中，得到聚二氯磷腈溶液；
[0019]向所述聚二氯磷腈溶液中加入异亮氨酸乙酯盐酸盐和缚酸剂，在
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78℃下反应24h，然后升温至0℃反应12h，继续升温至25℃反应6h，最后加热至50℃反应12h，得到所述异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈；其中，所述缚酸剂为三乙胺，所述惰性气体为氮气或氦气。
[0020]所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，所述将所述侧基功能团反应物加入到所述四氢呋喃中，然后与所述异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈混合，发生亲核取代反应得到侧基功能团取代的聚二氯磷腈的步骤，包括步骤：
[0021]将所述侧基功能团反应物加入到所述四氢呋喃中，得到第一溶液；
[0022]将所述第一溶液与所述异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈混合，在
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78℃下反应24h，然后升温至0℃反应12h，继续升温至25℃反应6h，最后加热至50℃反应12h，得到所述侧基功能团取代的聚二氯磷腈；
[0023]其中，所述侧基功能团反应物选自酸酐、聚醚酰亚胺和多肽中的一种。
[0024]所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，所述对所述聚乙二醇单甲醚进行氨基化处理，得到氨基聚乙二醇的步骤，包括步骤：
[0025]提供三乙胺；
[0026]将所述聚乙二醇单甲醚溶解于三氯甲烷中，并降温至0℃，再加入甲苯磺酰氯和三乙胺，反应24h，过滤，蒸发，得到第一反应物；
[0027]将所述第一反应物溶解于乙腈中，并加入叠氮化钠，升温至80℃搅拌24h，过滤，蒸发，得到第二反应物；
[0028]将所述第二反应物溶解于四氢呋喃中，加入苯骈三氮唑，加入水，反应12h，蒸发，沉淀，过滤，得到所述氨基聚乙二醇。
[0029]所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，所述将所述氨基聚乙二醇与所述侧基功能团取代的聚二氯磷腈混合，发生取代反应得到所述聚磷腈聚合物溶液的步骤，包括步骤：
[0030]在惰性气体保护下，将所述氨基聚乙二醇与所述侧基功能团取代的聚二氯磷腈混合，在
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78℃下反应24h，然后升温至0℃反应12h，继续升温至25℃反应6h，最后加热至50℃反应12h，得到所述聚磷腈聚合物溶液。
[0031]所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，所述对所述聚磷腈聚合物溶液进行纯化处理，得到所述聚磷腈聚合物水凝胶的步骤，包括步骤：
[0032]对所述聚磷腈聚合物溶液进行过滤，再采用四氢呋喃进行浸提处理；
[0033]将浸提处理后的聚磷腈聚合物溶液加入正己烷中，过滤，蒸发，得到粗提聚磷腈聚合物；
[0034]对所述粗提聚磷腈聚合物采用甲醇和水溶液进行透析处理，过滤，得到精提聚磷腈聚合物水醇溶液；
[0035]对所述精提聚磷腈聚合物水醇溶液进行干燥处理，得到所述聚磷腈聚合物水凝胶。
[0036]所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其中，所述聚磷腈聚合物水凝胶由二氯磷腈骨架和侧基组成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供六氯环磷腈、催化剂、异亮氨酸乙酯盐酸盐、侧基功能团反应物、聚乙二醇单甲醚和四氢呋喃；将六氯环磷腈与催化剂混合，加热，反应得到聚二氯磷腈；将所述聚二氯磷腈加入到所述四氢呋喃中，再加入异亮氨酸乙酯盐酸盐和缚酸剂，发生亲核取代反应得到异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈；将所述侧基功能团反应物加入到所述四氢呋喃中，然后与所述异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈混合，发生亲核取代反应得到侧基功能团取代的聚二氯磷腈；对所述聚乙二醇单甲醚进行氨基化处理，得到氨基聚乙二醇，将所述氨基聚乙二醇与所述侧基功能团取代的聚二氯磷腈混合，发生取代反应得到所述聚磷腈聚合物溶液；对所述聚磷腈聚合物溶液进行纯化处理，得到所述聚磷腈聚合物水凝胶。2.根据权利要求1所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于，所述将六氯环磷腈与催化剂混合，加热，反应得到聚二氯磷腈的步骤，包括步骤：将六氯环磷腈与催化剂混合，加热至290～310℃，进行开环反应得到聚二氯磷腈；其中，所述催化剂为三氯化铝，所述三氯化铝占所述六氯环磷腈的质量百分比为4～5％；所述开环反应的反应时间为6～7h，反应条件为隔绝氧气和水分的封闭环境。3.根据权利要求1所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于，所述将所述聚二氯磷腈加入到所述四氢呋喃中，再加入异亮氨酸乙酯盐酸盐和缚酸剂，发生亲核取代反应得到异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈的步骤，包括步骤：在惰性气体保护下，将所述聚二氯磷腈加入到所述四氢呋喃中，得到聚二氯磷腈溶液；向所述聚二氯磷腈溶液中加入异亮氨酸乙酯盐酸盐和缚酸剂，在
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78℃下反应24h，然后升温至0℃反应12h，继续升温至25℃反应6h，最后加热至50℃反应12h，得到所述异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈；其中，所述缚酸剂为三乙胺，所述惰性气体为氮气或氦气。4.根据权利要求1所述的聚磷腈聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于，所述将所述侧基功能团反应物加入到所述四氢呋喃中，然后与所述异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈混合，发生亲核取代反应得到侧基功能团取代的聚二氯磷腈的步骤，包括步骤：将所述侧基功能团反应物加入到所述四氢呋喃中，得到第一溶液；将所述第一溶液与所述异亮氨酸乙酯取代的聚二氯磷腈混合，在
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78℃下反应24h，然后升温至0℃反应12h，继续升温至25℃反应6h，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，张倩，刘宇，杨晨，杜萍，
申请(专利权)人：深圳市罗湖区中医院，
类型：发明
国别省市：