[发明专利]一类X射线显影的热致水凝胶及其制备方法

说明书

本发明属医用高分子材料技术领域，具体涉及一类X射线显影的热致水凝胶及其制备方法。该X射线显影热致水凝胶由含碘的两亲性嵌段共聚物和溶媒共同组成；其中，含碘的两亲性嵌段共聚物由含碘小分子与两亲性嵌段共聚物通过共价键键合得到，其水体系能够随温度升高发生热致凝胶化的相转变。本发明的热致水凝胶可通过注射的方式植入皮下、腹腔、关节腔以及人体其他特定部位，并且原位形成的水凝胶具有良好的X射线显影性能，能够通过X射线摄影技术对凝胶进行清晰定位和长期的跟踪观察。该热致凝胶也可作为药物缓释载体、组织修复支架、血管栓塞剂、组织标志物等，用于实现诊断和治疗的一体化。

技术领域

本发明属医用高分子材料技术领域，具体涉及一类X射线显影的热致水凝胶及其制备方法。

背景技术

生物医用高分子材料具有良好的生物相容性和可调的生物可降解性等诸多优点，是医用植入材料的一个重要研究方向，尤其在药物缓释、软组织修复、人工器官等领域具有重要的应用价值。特别是，基于两亲性嵌段共聚物的热致水凝胶其植入体内过程主要通过注射方式完成，在该过程中热致水凝胶快速在植入部位原位形成凝胶，具有使用方便、微创等特点，同时这类水凝胶还具有合成简单、包埋药物条件温和、结构和性能可调控等优点，因此其在生物医药领域具有良好的应用前景。

医用植入材料在药物缓释体系、人造骨修复、人造关节修复、心血管支架植入等应用中一般需要长期植入人体内，这些材料会长时间与人体组织发生相互作用，因此检测植入物在人体内的位置、形态以及降解等信息对临床诊断和治疗具有重要意义。特别对于注射植入体内的热致水凝胶，判断热致水凝胶是否在原位形成凝胶并研究其在体内的形态变化和降解情况对该材料的临床应用具有极其重要的意义。为实现原位无创地检测热致水凝胶，非侵入性的检测手段是必需的。目前常用的检测手段有荧光、生物发光、X射线显影等等，其中X射线显影是临床诊断的一个重要手段，它具有非侵入性、低成本、设备简单等特点。X射线显影是根据物质吸收X射线的程度显示物体的构造情况，但是相比于金属和陶瓷等生物医用材料，生物医用高分子材料一般只含有C、N、H、O等原子质量较低的元素，所以一般难以用X射线显影的方法对其进行检测。为了使热致水凝胶具有X射线显影特性，一般可通过下列两种方法对热致水凝胶进行改造或修饰：

(1)通过物理混合X射线造影剂获得具有X射线显影特性的热致水凝胶。该法虽然简单有效，但是根据已有文献的报道，物理混合的造影剂容易从水凝胶中快速扩散至周围组织，而高浓度的造影剂还会对周围组织产生一定的不利影响；另外，造影剂的过快释放无法在较长时间尺度内检测热致水凝胶的降解情况。

(2)通过共价键的方式在分子链中引入具有X射线显影特性的基团。根据已有文献的报道，此方法可以得到具有稳定X射线显影性能的体系，并且体系具有较好的生物相容性，但是截止目前还没有获得具有X射线显影特性的两亲性嵌段共聚物热致水凝胶的相关报道。

本发明通过分子设计，将含碘小分子与两亲性嵌段共聚物通过共价键合的方式获得含碘的两亲性嵌段共聚物。含碘小分子修饰后的含碘嵌段共聚物仍然具备合适的两亲性，能够溶解于水中，并可自发形成胶束；随温度升高胶束进一步聚集成网络结构，形成物理水凝胶。该热致水凝胶体系常温下为流动性良好的溶液，可注射至体内并在体温下原位形成凝胶，同时该体系在体外和体内均具有良好的X射线显影效果，其X射线显影性能优于粉末氧化铝，使得其在体内与生物组织有较高的对比度，能够通过3D重构技术获得热致水凝胶的立体形貌、体积等物理参数，为体内原位的可视化检测热致水凝胶的形态和降解情况提供一种直观的技术手段。

发明内容

本发明的目的在于提出一类具有两亲特性，且显影效果好的X射线显影的热致水凝胶及其制备方法。