[发明专利]水凝胶、其制备方法和医用材料

说明书

本发明涉及水凝胶技术领域，具体而言，涉及水凝胶、其制备方法和医用材料。水凝胶为主要由改性聚乙二醇、提供氢键作用力的小分子、光引发剂和水经过固化交联反应形成的凝胶材料。该水凝胶具有良好的透明度、高强度和抗生物污染的性能。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，具体而言，涉及水凝胶、其制备方法和医用材料。

背景技术

水凝胶是一类具有内部填充丰富水的三维网状交联结构高分子材料，被广泛应用于水污染处理、食品工业、农业和生物医学等诸多领域。近年来，研究者对水凝胶的化学组分和网络拓扑结构进行多样化挖掘，合成出了各种功能性水凝胶材料，这些新型水凝胶材料的具有多样化的特性：例如对温度、电场、酸碱度等外界环境的刺激响应性、作为药物载体用于药物的智能释放特性、通过结构设计具有润滑作用、抗污作用、强粘合性等。得益于水凝胶的天然的生物相容性，水凝胶材料拥有巨大的医用潜力，典型应用包括隐形眼镜、伤口密封、药物输运、组织支架等。

生物分子、细胞和微生物的非特异性污染(即生物污染)在从医疗装置到药物传递过程中面临着巨大的挑战。当医疗植入物在植入体内后，就会被一层宿主蛋白覆盖，引起不可逆转的异物反应，从而引发包括炎症、感染、组织纤维化等一系列并发症，从而导致植入物的失效。因此，减少或消除“生物污染”对于医疗装置和药物的安全性和功效性是至关重要的。大量的研究工作发现，采用一些亲水性材料可以有效降低材料基底表面的生物污染，原因在于这些亲水材料可以通过水合作用形成水合外壳，阻止生物分子或细胞接触表面，使其底层的基底“隐身”，从而获得无污染的生物材料表面。材料表面的水合作用有着举足轻重的作用。已经证明这些材料可以形成水合外壳阻止生物分子或细胞接触表面，而使得该底层基底“隐身”。

但是，大多数亲水材料的水合作用能力不足以形成一个无污染的表面。聚乙二醇(PEG)作为被FDA批准的亲水性合成生物高分子材料，作为“金标准”被广泛应用于医疗器械和药物的开发中。然而，PEG易受氧化损害，并可引起不良免疫反应，在近年来引起了对其安全性的严重关注。此外，包括PEG在内的大多数亲水材料的水合作用能力并不足以使表面完全隐身，很难满足实际应用的无污需求，尤其是在复杂的生理环境中。

固体材料表面蛋白质的吸附、细胞及其他微生物的粘附会造成严重的生物污染，水凝胶兼具固体的稳定性和液体流动性，可以高效抑制污损生物黏附，同时具有低毒、生物相容性好等优点，是一类绿色防污材料。但是传统的水凝胶机械力学性能差和功能单一等缺点极大的限制了水凝胶作为角膜接触镜、医用植入物、药物缓释载体、生物芯片等的实际应用。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供水凝胶、其制备方法和医用材料。本发明实施例提供的水凝胶具有良好的透明度、高强度和抗生物污染的性能。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种水凝胶，其为主要由改性聚乙二醇、提供氢键作用力的小分子、光引发剂和水经过固化交联反应形成的凝胶材料。

在可选的实施方式中，所述改性聚乙二醇为利用丙烯酸酯类化合物或丙烯酰胺类化合物改性后的聚乙二醇；

优选地，所述改性聚乙二醇选自聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酰胺、聚乙二醇二甲基丙烯酰胺，多臂聚乙二醇丙烯酸酯、多臂聚乙二醇丙烯酰胺、多臂聚乙二醇甲基丙烯酸酯和多臂聚乙二醇甲基丙烯酰胺中的任意一种。

在可选的实施方式中，所述小分子包括丙烯酰胺类物质或嘧啶类物质；

优选地，所述小分子包括丙烯酰胺甘氨酰胺，丙烯酰胺和2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶中的任意一种。

在可选的实施方式中，所述光引发剂为水溶性光引发剂；