[发明专利]一种基于甲基乙烯基醚马来酸共聚物/海藻酸复合光敏感双网络水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种基于甲基乙烯基醚马来 酸共聚物(P(MVE-alt-MA))/海藻酸(SA)复合光敏感双网络水凝胶的 制备方法。具体是应用包结络合作用及离子交联形成的光敏感双网络水凝 胶。

背景技术

水凝胶因具有与活体组织类似的多孔弹性水合网络,且有利于 氧、营养物质和代谢废物在其中的传输,可为细胞粘附、增殖和分 化提供理想的三维微环境。目前水凝胶已广泛用于药物或蛋白输 送、组织工程、体外细胞三维培养等生物医学研究领域。制备水 凝胶的交联方法主要包括物理交联和化学交联两种。其中物理交 联方法的优势在于工艺简单,不引入有毒成分的引发剂、交联剂等， 劣势在于形成水凝胶强度不够高。为提高水凝胶的力学性能,出现 了如双交联网络结构水凝胶、互穿网络水凝胶、纳米复合凝胶和 拓扑水凝胶等的研究。其中双交联网络结构水凝胶发展重点集中 在于利用常规原料,简单的方法制备出高含水率、高强度的双网络 水凝胶。

智能型水凝胶是一类对外界刺激能产生敏感响应的水凝胶, 外界刺激可以是温度、pH值、盐浓度、光、化学物质等。根据对 外界刺激的响应情况,智能型水凝胶分为:温度响应性水凝胶、 pH-响应性水凝胶、光响应性水凝胶、压力响应性水凝胶、生物分 子响应性水凝胶、电场响应性水凝胶等。由于智能型水凝胶的独 特响应性,在化学转换器、记忆元件开关、传感器、人造肌肉、化 学存储器、分子分离体系、活性酶的固定、组织工程、药物载体 等方面具有很好的应用前景。其中光响应性水凝胶是一类在光作 用下能迅速发生化学或物理变化而做出响应的智能型高分子材 料。通常情况下，光响应高分子凝胶由于光辐射(光刺激)而发 生体积相转变。如在紫外光辐射时，凝胶网络中的光敏感基团发 生光异构化、光解离，因基团构象和偶极矩的变化可使凝胶发生 溶胀。

因此，从生物医学领域应用角度考虑，研制出具有高含水率、 高强度的、制备方法简单、低溶胀的智能型水凝胶是十分重要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于甲基乙烯基醚马来酸共聚物(P (MVE-alt-MA))/海藻酸(SA)复合光敏感双网络水凝胶及其制备方法， 以解决现有技术中水凝胶合成步骤复杂，强度低，生物相容性差等缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于甲基乙烯基醚马来酸共聚物/海藻酸复合光敏感双网络水凝胶， 其为3D网状结构，由含有P(MVE-alt-MA)-g-β-CD,海藻酸钠(SA) 和乳酸钠的溶液逐滴加入到含有P(MVE-alt-MA)-g-azo和氯化亚铁(FeCl₂) 溶液并暴露在空气中，溶液中P(MVE-alt-MA)通过β-CD和azo间包结 络合作用交联，海藻酸钠通过Fe²⁺被空气氧化成的Fe³⁺交联，得到P (MVE-alt-MA)/SA复合光敏感双网络水凝胶；所述接枝聚合物P (MVE-alt-MA)-g-β-CD是以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚 胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为催化剂，将6-乙 二胺-β-环糊精和P(MVE-alt-MA)进行接枝反应得到；所述P (MVE-alt-MA)-g-azo是以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺 盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为催化剂，将对氨基 偶氮苯(azo)和P(MVE-alt-MA)进行接枝反应得到。

一种制备基于甲基乙烯基醚马来酸共聚物/海藻酸复合光敏感双网络水 凝胶的方法，：包括如下步骤：

步骤一、制备接枝聚合物P(MVE-alt-MA)-g-β-CD：将甲基乙 烯基醚马来酸共聚物(P(MVE-alt-MA))的N,N-二甲基甲酰胺溶液中加入 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基 琥珀酰亚胺(NHS)，室温避光条件下搅拌均匀，再逐滴加入6-乙二 胺-β-环糊精的N,N-二甲基甲酰胺溶液，在N₂氛围及25℃～60℃ 条件下搅拌反应，结束后旋转蒸发除去溶剂后，溶于水，透析3 天～7天，冻干，得到接枝聚合物P(MVE-alt-MA)-g-β-CD；