[发明专利]一种高强度可生物降解超分子水凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料领域，特别涉及一种高强度可生物降解超分子水凝胶的制备方法。

背景技术

聚合物水凝胶由于具有良好的生物相容性、通透性及载药不失活等特性，在药物释放、组织工程等生物医用材料领域及其它工程技术领域得到了广泛的应用。依据水凝胶网络连接方式的不同，水凝胶可分为化学凝胶和物理凝胶。化学凝胶往往在化学交联剂作用下，通过化学反应形成的共价键连接而形成的；物理凝胶则通过非共价键相互作用，如氢键、疏水作用、链缠结及结晶等作用形成。

可注射原位形成物理凝胶由于可以注射到特定病灶部位及可充满任何形状的受损组织而在药物释放及组织工程等生物医用材料领域受到了广泛关注。专利WO 02094324及US 2002019369公开了由高分子量聚氧乙烯(PEO)或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(Pluronic)与α-环糊精在水溶液中可形成超分子水凝胶。该超分子水凝胶是α-环糊精与聚氧乙烯部分链段通过主客体作用形成的结晶包合物为物理交联点得到，因而避免了化学交联剂及相关化学反应，也不涉及任何化学溶剂，凝胶具有触变可逆性，因而可作为可注射药物释放载体。但凝胶稳定性差，对药物只能维持短期控释效果。

Li等(Li J.，LiX.，NiX.et al..Self-assembled supramolecular hydrogels formed bybiodegradable PEO-PHB-PEO triblock copolymers and α-cyclodextrin for controlleddrug delivery.Biomaterials，2006，27：4132-4140)利用α-CD与生物可降解聚氧化乙烯-聚羟基丁酯-聚氧化乙烯(PEO-PHB-PEO)嵌段共聚物在水溶液中组装制备超分子水凝胶。α-CD与两端PEO链段的部分包合作用及PHB链段的疏水作用两者协同作用形成相对稳定的凝胶体系，该水凝胶可望用于水溶性大分子药物长期控释载体。针对上述凝胶形成时间较长的不足，中国专利公告号CN 100371020C，公告日是2008年2月27日，名称为‘一种原位快速形成可注射超分子结构水凝胶的制备方法及其应用’中公开了一种原位快速形成超分子物理凝胶的制备方法。该方法将聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯(PCL-PEG-PCL)三嵌段共聚物水溶液与α-CD水溶液混合时，凝胶可瞬时原位形成，而且凝胶的强度具有可调性。但上述方法中获得是超分子物理凝胶，它仍存在以下不足：①稳定性较差，超分子物理凝胶在外界环境改变(如剪切、pH值变化及温度改变等)时原有网络结构会发生变化；②强度不高，超分子物理凝胶是通过包合物结晶微区作为物理交联点形成的，当外界环境变化时易遭受破坏，因而强度较低，不宜作为组织工程支架材料。

《高等学校化学学报》期刊2003年24期中‘光聚合α-CD组装超分子结构水凝胶的合成与表征’一文中介绍了利用光聚合交联技术制备稳定的超分子水凝胶，可避免了化学交联剂的使用，但制备过程需在有机溶剂中进行，得到的凝胶缺乏刺激响应性。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种高强度可生物降解超分子水凝胶的制备方法，该方法是采用在生理介质中获得的超分子物理凝胶及光聚合交联技术相结合而得到的高强度可生物降解超分子水凝胶。

本发明是通过下述技术方案实现：一种高强度可生物降解超分子水凝胶的制备方法，其制备方法包括以下过程：首先将Pluronic嵌段共聚物与ε-己内酯单体按摩尔投料比为1∶2～1∶12加入反应容器中，然后加入辛酸亚锡，其掺加量为Pluronic嵌段共聚物与ε-己内酯单体总质量的0.01～0.5％，在氩气保护下，Pluronic嵌段共聚物、ε-己内酯单体及辛酸亚锡形成的混合物在110～140℃条件下经本体聚合或溶液聚合反应8～30h，得到水溶性Pluronic/聚己内酯嵌段共聚物，再经酯化反应制备获得丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的可光聚合的大分子单体；其次是将质量百分比浓度为5～13％的α-环糊精水溶液与含有0.05～0.5％的紫外光引发剂、质量百分比浓度为3～20％的经反应获得的大分子单体水溶液混合，其中α-环糊精与大分子单体的摩尔比为3∶1～60∶1，其混合液形成可注射超分子物理凝胶前驱体；然后将超分子物理凝胶前驱体在波长为365nm、光强度为0.03～12mW/cm²的紫外光下照射，超分子物理凝胶前驱体经光聚合快速原位形成高强度超分子水凝胶。