[发明专利]一种可注射智能响应水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可注射智能响应水凝胶及其制备方法和应用，解决现有技术中传统水凝胶破碎以后无法进行自我修复，与原组织粘附能力差的问题。本发明可注射智能响应水凝胶结构如式Ⅰ所示，本发明的制备方法为将醛基改性的天然材料或合成聚合物与带有二硫键的酰肼化天然材料或合成聚合物通过发生席夫碱反应，制得可注射智能响应水凝胶。本发明的可注射智能响应水凝胶的作为药物载体、或/和生物材料的应用。本发明设计科学，操作简便，有良好的可注射性、生物相容性，可降解，与原组织有一定的粘附能力，具有自愈合性、PH敏感性和氧化还原性，是理想的药物载体及生物修复材料。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种可注射智能响应水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

组织工程从提出到现在，已经取得了突飞猛进的发展，不仅在动物体内构建出各种组织工程化的组织，同时在临床上也有广泛的应用，并且得到了持久的疗效。组织工程技术能避免传统自体或者异体组织、器官移植治疗中免疫排斥反应以及供体来源不足的情况，并且有希望实现组织、器官重建从而解决临床上的困难。组织工程的研究包括种子细胞、支架材料以及构建组织和器官的方法和技术。其核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体，与传统的二维培养有本质的区别，三维培养可以形成有生命力的活体组织，用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建。支架材料作为组织工程学的重要因素之一，在再生过程中发挥重要的作用。但早期的支架材料大多使用合成聚合物，虽然具有生物相容性，但这些材料对细胞无益处，没有细胞粘附位点，导致细胞无法正常生长。

透明质酸、硫酸软骨素等作为细胞外基质，有一定的生物相容性，含水量高，但结构简单，功能单一，同时降解速度过快，力学性能差，无法满足应用要求。水凝胶是通过单个聚合物链的物理或化学交联形成的聚合物网络，能够吸收大量的水而在水中不溶解，它作为组织工程支架，具有一定的力学支撑，其三维网络结构可以为细胞提供生长环境，同时一定的孔隙结构有利于营养物质，氧气的传输以及代谢产物的排出。对于传统的水凝胶，破碎以后，在一定程度上则意味着结构完整性发生了破坏，无法进行自我修复。

因此，提供一种水凝胶，具有良好的生物相容性，并且可降解，与原组织有一定的粘附能力，具有自愈合性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种可注射智能响应水凝胶，解决现有技术中传统水凝胶破碎以后无法进行自我修复，与原组织粘附能力差的问题。

本发明还提供了该可注射智能响应水凝胶的制备方法。

本发明又提供了该可注射智能响应水凝胶的应用。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种可注射智能响应水凝胶，其结构如式Ⅰ所示，

其中为醛基改性的天然材料或合成聚合物，

为带有二硫键的酰肼改性的天然材料或合成聚合物。

本发明所述的可注射智能响应水凝胶的制备方法，将醛基改性的天然材料或合成聚合物与带有二硫键的酰肼化天然材料或合成聚合物通过发生席夫碱反应化学交联，制得所述可注射智能响应水凝胶；其反应式为：

其中，所述带有二硫键的酰肼化天然材料或合成聚合物的酰肼基团的接枝率为8％～70％；所述醛基改性的天然材料或合成聚合物的摩尔含量为10％～80％。

进一步地，所述天然材料或合成聚合物为透明质酸，具体步骤如下：

步骤1.配液：分别配置酰肼化透明质酸溶液和醛基化透明质酸溶液；

步骤2.席夫碱反应：将步骤1配制的酰肼化透明质酸溶液和醛基化透明质酸溶液混合均匀，静置，使酰肼化透明质酸与醛基化透明质酸发生席夫碱反应形成水凝胶；