本发明专利技术属高分子、生物材料技术领域，具体为一种基于化学交联凝胶颗粒的温敏性水凝胶及其制备方法。该水凝胶是一种一定浓度的化学交联的纳米粒子水溶液，化学交联的纳米粒子均匀分散于水中；所述纳米粒子由聚乙二醇/聚酯组成的具有两亲性的嵌段共聚物，在两端引入可交联基团，按一定浓度溶于水，自发组装成胶束，加入引发剂后引发聚合交联形成。这种凝胶颗粒在一定浓度时，随温度上升可发生溶液-凝胶转变。这种多尺度凝胶适宜作为药物载体生物材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属高分子、生物材料
，具体涉及一种以可降解的化学交联凝胶颗 粒作为构筑基元的温敏水凝胶及其制备方法。
技术介绍
水凝胶是由亲水性物质组成的三维空间网络。水凝胶因其与生物组织的相似性及 良好的生物相容性，成为生物材料的研究热点。根据其交联机理不同分为物理水凝胶和化 学水凝胶，其各有优点。化学水凝胶力学强度较高，可调控范围大，易于制备与组织相似力 学强度的材料；物理水凝胶制备简单，某些利用温度变化或者PH变化而发生溶液-凝胶转 变的物理水凝胶易于注射，可原位成型，适宜作为药物载体材料。嵌段聚合物的温敏性物理凝胶化是一个研究热点。早期的研究以聚乙二醇-聚丙 二醇-聚乙二醇(泊洛沙姆或普郎尼克)三嵌段聚合物为主，它具有反相温敏性在低温时 为溶液，温度升高时变成凝胶。这种溶液-凝胶的转变，已经被广泛研究用于组织工程和药 物释放领域。此体系的缺点是凝胶周期较短。1997年美国工程院院士 Sung Wan Kim课题 组提出了一种新型正相温敏凝胶体系，采用聚乙二醇-聚乳酸-聚乙二醇(PE0-PLLA-PE0) 材料，在温度较高时(45 ° C)为溶液，可以包裹药物，温度较低时(37 ° C)为凝胶，可以缓 慢释放药物。这种材料的缺点是温度较高对很多药物尤其是含有高级构象结构的蛋白质药 物不利，有可能导致药物失活，限制了材料的应用。2000年报道了一种反相温敏水凝胶聚乳 酸乙醇酸共聚物-聚乙二醇-聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA-PEG-PLGA)。这种材料的水溶液 在常温时(35 ° C以下)为溶液状态，体温时(37 ° C)为凝胶。这种材料可生物降解且降 解可控，嵌段组分类似物有被美国食品药品管理局批准的先例，适宜作为多种药物载体材 料。由此思路出发，采用分子设计手段，一系列具有类似结构的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物 被合成出来。本专利技术综合了化学交联与宏观物理凝胶化的特点，并采用了可生物降解的化学基 元，合成了聚乙二醇/聚酯组成的嵌段共聚物，并在其末端引入丙烯酸酯类可交联基团，其 材料按一定浓度溶于水，自发组装成胶束。加入引发剂后，引发聚合得到交联纳米粒子。这 种纳米粒子在一定浓度时，随温度上升可发生溶液-凝胶转变。这种多尺度凝胶适宜作为 药物载体生物材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备简单、适用范围广的温敏性聚合物水凝胶及其制 备方法。本专利技术的目的在于提供温敏性聚合物水凝胶，是一种化学交联的纳米粒子水溶 液，化学交联的纳米粒子均勻分散于水中；该水凝胶在温度升高时，呈现整体物理凝胶化； 在降温时可以回复到溶胶状态。所述温敏性水凝胶，纳米粒子的浓度在1 wt%_30 wt%之间。所述温敏性水凝胶，其溶液-凝胶转变温度在5 ° C -60 ° C之间。所述温敏性水凝胶，其纳米粒子大小在5-200纳米之间，由双亲性嵌段共聚物交 联而成；其中(1)亲水嵌段为聚乙二醇，聚乙二醇分子量在500-50000之间。聚乙二醇结构可以为甲氧基封端的单羟基聚乙二醇，也可以为双羟基线性聚乙二 醇，也可以为多羟基星型聚乙二醇；(2)疏水嵌段为聚酯，聚酯嵌段的质量分数在10wt%-90wt%之间。聚酯嵌段可选自聚DL-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚原酸酯、聚ε-己内酯、 聚ε-烷基取代己内酯、聚S-戊内酯、聚酰胺酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酯中的任何 一种或者上述各类聚酯的任何形式的共聚物。所述温敏性水凝胶，可生物降解。这种温敏性水凝胶可以作为药物载体材料。本专利技术所述的温敏性聚合物水凝胶的制备方法，包含如下4个步骤(1)由聚乙二醇与可降解聚酯的嵌段共聚物接上可交联基团形成大分子单体；(2)在选择性溶剂中，大分子单体自组装成胶束或者其聚集体，加入引发剂，聚合而成 化学交联的纳米粒子；(3)将化学交联的纳米粒子分散于水性介质中；(4)升高温度，实现整体物理凝胶化。本专利技术中，所述的可交联基团为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，或及其他丙烯酸酯类衍 生物。本专利技术中，所述的选择性溶剂为水或含有其他物质的水介质。本专利技术中，所述的大分子单体的重量浓度在0. 01 wt%-10 wt%之间。本专利技术中，所述的引发剂为安息香二甲醚，采用紫外辐照聚合。本专利技术中，所述的化学交联的纳米粒子分散于水性介质中，纳米粒子的浓度在1 wt%-30 之间。本专利技术所述的聚合物水凝胶的应用，包括将药物包载在纳米粒子溶液中，然后实 现整体凝胶化，可以实现药物的缓控释。也可以先配成纳米粒子溶液，再将药物加入溶液 中，然后实现整体凝胶化。 本专利技术中，所适用药物可以为亲水药物，也可以为疏水药物。 附图说明图1.可交联大单体合成示意图。图2.以纳米粒子为基元构筑的温敏性物理水凝胶相图。 具体实施例方式下面通过实例进一步描述本专利技术，但不限于这些实施例。实施例1 在500 ml三口烧瓶中加入30g双羟基聚乙二醇(1500)，130 °C真空除 水4小时，通氩气冷却至70 °C，加入丙交酯50g，乙交酯10g，26mg辛酸亚锡(含少量甲 苯)，100 °C抽真空30分钟，通氩气，升温至130 °C反应12小时。反应完毕，趁热将产物倒出，冷却后把产物溶于二氯甲烷，乙醚沉淀。取上述嵌段聚合物15 g溶解于二氯甲烷，慢慢 滴加入丙烯酰氯(4 mL)的二氯甲烷溶液(50 mL)，以三乙胺(4 mL)作为缚酸剂，在冰浴下 滴加8小时，后常温搅拌反应48h。用冰乙醚沉淀，真空干燥，得所需大分子单体。合成示意 图如图1所示。实施例2将实施例1所得大单体Ig溶解在100 mL去离子水中，溶解后加入安息 香二甲醚(0. 03g)的乙醇溶液(0. 2 mL)，搅拌12小时，用254 nm紫外灯照射0. 5小时，得 纳米纳米粒子。将溶液冷冻干燥得所需纳米粒子。实施例3 将实施例2所得纳米粒子配成15 wt%溶液，在温度升高到34 ° C时 呈现溶液-凝胶转变，实现整体的物理凝胶化转变。如图2所示。实施例4在500 mL三口烧瓶中加入15g双羟基聚乙二醇(1500)，130 °C真空除 水4小时，通氩气冷却至70 °C，加入丙交酯30g，辛酸亚锡(含少量甲苯)i;3mg，100 °C抽真 空30分钟，通氩气，升温至160 °C反应12小时。反应完毕，趁热将产物倒出，冷却后把产物 溶于二氯甲烷，乙醚沉淀。取上述嵌段聚合物10 g溶解于二氯甲烷，慢慢滴加入丙烯酰氯 (3 mL)的二氯甲烷溶液(50 mL)，以三乙胺G mL)作为缚酸剂，在冰浴下滴加8小时，后常 温搅拌反应48h。用冰乙醚沉淀，真空干燥，得所需大分子单体。将Ig大单体溶解在去离子 水中，溶解后加入安息香二甲醚(0.015g)的乙醇溶液(0. 1 mL)，搅拌12小时，用254 nm紫 外灯照射0.5小时，得化学交联纳米粒子。将所得纳米粒子配成15 wt%溶液，在温度升高 到34 ° C时呈现溶液-凝胶转变，实现整体的物理凝胶化转变。实施例5在500 ml三口烧瓶中加入15g四壁四羟基聚乙二醇(1500)，130 °C真 空除水4小时，通氩气冷却至70 °C，加入丙交酯60g，26mg辛酸亚锡(含少量甲苯)，100 °C抽真空30分钟，通氩气，升温至130 °C反应12小时。反应完毕，趁热将产物倒出，冷却 后把产物溶于二氯甲烷，乙醚沉本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于化学交联凝胶颗粒的温敏性水凝胶，其特征在于：是一种化学交联的纳米粒子水溶液，化学交联的纳米粒子均匀分散于水中；该水凝胶在温度升高时，呈现整体物理凝胶化；在降温时可以回复到溶胶状态；其中：纳米粒子水溶液的浓度为１ ｗｔ％－３０ ｗｔ％；溶液－凝胶转变温度在５ °Ｃ －６０ °Ｃ之间；纳米粒子大小为５－２００纳米，由双亲性嵌段共聚物化学交联而成；所述亲水嵌段为聚乙二醇，聚乙二醇分子量在５００－５００００之间；所述疏水嵌段为聚酯，聚酯嵌段的质量分数在１０ｗｔ％－９０ｗｔ％之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁建东，常广涛，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31
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