[发明专利]基于超支化聚合物的水凝胶及其应用

说明书

本发明公开基于超支化聚合物的水凝胶及其应用，将利用逆向增强原子转移自由基聚合方法得到的超支化聚乙二醇二丙烯酸酯作为前驱体，以2,2‑二甲氧基‑苯基苯乙酮为紫外光引发剂，水为溶剂，在紫外灯照射下引发前驱体中碳碳双键进行交联为水凝胶材料。超支化聚合物以聚乙二醇二丙烯酸酯为单体进行均聚，利用逆向增强原子转移自由基聚合方法聚合聚乙二醇二丙烯酸酯，在反应的初始阶段，聚合物体系中主要存在的单体与引发剂的单加成物及低聚物，随着反应的进行，聚合物分布逐渐变宽。制备的水凝胶材料具有较高的储存模量、较强的组织粘附能力、易降解及良好的生物相容性，有望作为新型材料而用于创伤敷料、组织粘合剂及生物工程中。

技术领域

本发明属于新型生物医用材料领域，主要涉及基于超支化聚合物的水凝胶及其应用。

背景技术

创伤敷料是治疗急性和慢性创伤的主要方式。近几十年中，根据不同的创伤情况研究发明了多种特殊的创伤敷料。其中作为新型创伤敷料中的一种，水凝胶创伤敷料因表面光滑、生物相容性好、与不平整创面结合紧密、促进了上皮细胞生长等优点而得到了广泛使用。但目前广泛使用的合成水凝胶敷料普遍存在着伤口组织粘合能力差、力学性能与伤口组织不匹配以及生物毒性较大等问题。研究发现，通过控制合成水凝胶的所用聚合物的成分、结构、聚合度等可实现改善合成水凝胶创伤敷料的性能。在控制聚合物结构与性能方面，多乙烯基单体由于其方便易得、且其具有多重反应位点而备受关注。特别是多乙烯基单体衍生的聚合物具有大量的未反应乙烯基团，可进一步改性获得预设官能团、优化生物相容性及生物粘附性等，为其在水凝胶敷料的应用提供了可能。

但多烯烃单体的聚合一直是高分子领域面临的的一大挑战，早在70多年前，著名的Flory-Stockmayer理论(F-S理论)预测：多乙烯基单体的聚合会在极低的单体转化率(<10％)下达到凝胶点形成凝胶，且该理论已被广泛的实验证实。但由于多乙烯基单体的多反应位点，控制多乙烯基单体的聚合过程不仅可延迟凝胶点，甚至可得到新颖复杂结构的聚合物。多乙烯基单体合成的聚合物具有特殊的环化结构且较高含量的乙烯基而使得其经改性后可得到广泛应用。而目前关于多乙烯基单体均聚制备水凝胶材料的报道仍较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于超支化聚合物的水凝胶及其应用，通过逆向增强原子转移自由基聚合方法(in situ DE-ATRP)均聚聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA₇₀₀)合成了超支化聚合物poly(PEGDA₇₀₀)_HP,并将其水溶液制备成水凝胶创伤敷料。制备的水凝胶材料具有较高的储存模量G'、较强的组织粘附能力、易降解及良好的生物相容性，有望作为新型材料而用于创伤敷料、组织粘合剂及生物工程中。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

超支化聚合物，以聚乙二醇二丙烯酸酯为单体进行均聚，利用逆向增强原子转移自由基聚合方法聚合聚乙二醇二丙烯酸酯，在反应的初始阶段，聚合物体系中主要存在的单体与引发剂的单加成物及低聚物，随着反应的进行，聚合物分布逐渐变宽，此时发生的主要是低分子量寡聚物的交联反应，由于此时绝大部分的单体已被耗尽，所以更易发生分子间的支化反应而非线性增长，最终得到具有高支化度的超支化聚合物。

聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为700。

超支化聚合物的重均分子量为10KDa—40KDa，PDI为1.65-4.13。

超支化聚合物的乙烯基含量为28—35％。

超支化聚合物的支化度为66—72％。

超支化聚合物的马克-霍温克公式常数为0.36—0.4。

超支化聚合物结构致密，呈现出类似于直径为5.367±1.2nm的球形结构。