[发明专利]一种纳米淀粉粒子补强的醛肼交联型可注射PNIPAM水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了属于生物医用材料技术领域的一种淀粉纳米粒子补强的醛肼交联型可注射PNIPAM水凝胶的制备方法，本发明结合了纳米淀粉粒子(SNPs)的可降解性和补强性能，聚N‑异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的温敏性及醛化多糖这种天然大分子交联剂的无毒可降解性能，利用醛肼交联反应在室温下可快速成型，并且形成的腙键在H⁺存在的情况下可水解特性，通过poly‑(NIPAM‑co‑AA)‑hdz共聚物与醛化多糖之间的醛肼交联反应制备具有温敏性、解交联性、细胞相容性、可原位反应的可注射水凝胶。本发明利用无毒可降解的纳米淀粉粒子对水凝胶进行补强，使水凝胶的强度得到了明显的提升，在生物医药领域如组织支架、药物缓释等方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，特别涉及一种纳米淀粉粒子补强的醛肼交联型可注射PNIPAM水凝胶的制备方法。

背景技术

水凝胶为具有三维网络结构的交联聚合物，其柔软的结构与优异的吸水和保水性能与人体的组织较为相似，在生物医药方面有非常广泛的应用。可注射水凝胶为可以通过注射的方式在体内原位反应成型的水凝胶，此方式不仅可以免去手术的创伤，而且在注射的过程中可以将一些药物、蛋白质、生长因子等物质混入前躯体溶液中，使其分散于水凝胶网络结构中。在实际的应用中，水凝胶的机械强度以及水凝胶在机体内的降解性能为影响水凝胶的重要因素。由于水凝胶有较高的吸水性能，随之而来的水凝胶较低的机械强度一直阻碍着水凝胶在组织工程、药物缓释和防粘连等高强度领域的应用。

提高水凝胶机械强度的方法如互穿网络结构、微凝胶和无机钠米粒子补强等近年来得到广泛的研究。其中，对于可注射水凝胶来说，无机纳米粒子(如纳米二氧化硅、纳米羟基磷灰石、纳米氧化铁、纳米锂皂石等)补强方式因其简单易操作，生物相容性好等优点被广泛应用。但是由于无机纳米粒子的不可降解性，其潜在的危害如粒子在体内的去向，机体能否清除和粒子清除的机理等均不得而知，其大大限制了粒子的实际应用。

近年来，由天然可降解的大分子材料代替无机材料制备纳米粒子或纳米棒状材料对水凝胶进行补强成为近来研究热点。如利用短棒状纳米纤维素对可注射的羧甲基纤维素水凝胶进行补强，棒状纳米纤维素可均匀嵌入水凝胶网络结构，补强后水凝胶与未补强相比其机械强度得到了明显的提升。在注重水凝胶机械强度提高的同时，水凝胶的降解性能同样对可注射水凝胶在机体内的应用有重要影响。对于物理交联水凝胶，具有良好的降解性能，但是凝胶强度及稳定性较差。对于化学交联水凝胶，具有良好的机械稳定性及强度，但是由于化学交联键良好的稳定性致使其降解性能较差。

探索既有良好的稳定性又可在特定条件下降解的化学交联键成为科学工作者的研究热点。腙键在H⁺存在下可以发生水解反应，腙键交联水凝胶可通过肼化物与大分子醛化物或小分子醛化物反应制得，在室温下即可快速反应成型，且水凝胶在酸性条件下可以快速降解，适用于制备可降解的化学交联键水凝胶。利用腙键制备了具有可降解性的可注射水凝胶，结果表明在酸性条件下水凝胶可快速降解，在人体pH值下又可较稳定的存在一定时间，适于可注射水凝胶的交联成型。

发明内容

一种淀粉纳米粒子补强的醛肼交联型可注射PNIPAM水凝胶的制备方法，其特征在于，将淀粉纳米粒子加入醛化多糖水溶液中配制成悬浮液；然后将等体积的肼化物水溶液和所述淀粉纳米粒子与醛化多糖的悬浮液混合后挤出成型，得到所述淀粉纳米粒子补强的醛肼交联型可注射PNIPAM水凝胶。

上述制备方法中，所述将醛化多糖水溶液中醛化多糖含量为7.5-11.0wt％，所述淀粉纳米粒子与醛化多糖的悬浮液中淀粉纳米粒子的含量为1.5-4.0wt％。

上述制备方法中，所述肼化物水溶液是poly-(NIPAM-co-AA)-hdz聚合物水溶液，含量为7.5-11.0wt％。