[发明专利]pH和温度敏感性水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种敏感性水凝胶及其制备方法。特别是一种具有pH和温度敏感性水凝胶及其制备方法。

背景技术

智能水凝胶是对外界环境(如温度、pH、离子强度、光和特异化学物质等)细微变化而作出响应的一类水凝胶。由于智能水凝胶在药物控释系统、记忆开关元件、人造肌肉等方面有着潜在的应用，近十几年来引起了国内外的广泛关注。温敏性水凝胶是指其体积能随温度变化的高分子水凝胶，可分为热胀型温敏性水凝胶和热缩型温敏性水凝胶。pH敏感性水凝胶是其体积随环境pH值变化的高分子水凝胶，这种水凝胶可以作为载体，保护蛋白和多肽类药物，并且使药物在温和位置释放，从而实现药物经肠胃道给药的有效性。

通过紫外光、r射线和电子束辐照的方法来使体系形成交联网络是制备水凝胶的一种方法。这种辐射交联法操作简单、且无需引入其他杂质(如交联剂)，在很多领域有所应用。

PVME水凝胶具有典型的温度敏感性，其在相转变温度(34-37℃)附近发生体积突变，对其响应机理一般解释是，当其温度升高时，疏水作用增强，体积收缩，这一特殊的性质引起人们极大的关注。为提高PVME水凝胶的性能，并拓宽其应用领域，国内外学者开展系列研究工作。日本Ryoichi Kishi等人用γ射线辐射，在不同升温速率下，制备了热敏性多微孔水凝胶，发现在0.11-0.13℃/min的升温速率下制备的凝胶具有象海绵一样的连续空洞结构，且其在10-40℃间具有快速的体积转变。德国的Ronny Gottlieb等人用电子束辐照和γ射线辐照的方法制备了PVME和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)共混水凝胶，并对水凝胶网络的性能进行了表征，发现体系凝胶量随着PVME含量的增加而增加，辐射剂量率的减小而减少。水凝胶的溶胀度依赖于其组成，且随着辐射剂量的增加而减小。然而，纯的PVME水凝胶只有单一的温度敏感性，将限制其应用。英国的Zauresh S.Nurkeeva等人制备了温度和pH双敏感性的水凝胶，他们用γ射线照射PVME/PAA共混膜，研究了不同pH值下的溶胀度，认为这种材料可以作为生物黏结剂应用在眼科方面。

目前，用电子束辐射交联，制备具有双敏感性且部分可生物降解的PVME/CMCS水凝胶未见报道。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有pH敏感性和温度敏感性的水凝胶。

本发明的目的之二在于提供该水凝胶的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种pH和温度敏感性水凝胶，其特征在于该水凝胶由羧甲基壳聚糖、聚甲基乙烯基醚和水为原料制备而成，该原料中羧甲基壳聚糖和聚甲基乙烯基醚的摩尔比为：1∶1～10，余量为水；所述的羧甲基壳聚糖和聚甲基乙烯基醚采用辐照交联法形成共混物。

上述的羧甲基壳聚糖分子量范围是：10000～20000；聚甲基乙烯基醚分子量范围：20000～50000。

一种上述的pH和温度敏感性水凝胶的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将羧甲基壳聚糖和聚甲基乙烯基醚按1∶1～10的摩尔比溶于去离子水，搅拌使其充分混合，并控制羧甲基壳聚糖和聚甲基乙烯基醚的浓度在0.1～1.0M范围内；将上述混合溶液置于辐射强度20～60KGy的电子束下进行辐照，即得pH和温度敏感性水凝胶。

本发明方法制备的羧甲基壳聚糖CMCS/聚甲基乙烯基醚PVME水凝胶，它不仅具有温度和pH双敏感性，与纯的PVME水凝胶相比，其体积响应时间可调，可延长药物缓释时间，且部分可降解，大大扩大其应用范围。

具体实施方式：

实施例一：将0.1M羧甲基壳聚糖和0.5M聚甲基乙烯基醚按体积比15∶15的配比混合，磁力搅拌120分钟，使其充分混合，得到的混合物经电子束辐射，辐射剂量为20KGy。所得的水凝胶在20℃下，pH＝1.0和7.4时的平衡溶胀度分别为1358％和803％；pH＝7.4时，20℃和37℃下的平衡溶胀度分别为803％和265％。

实施例二：0.1M羧甲基壳聚糖和0.5M聚甲基乙烯基醚按体积比15∶15的配比混合，磁力搅拌120分钟，使其充分混合，得到的混合物经电子束辐射，辐射剂量为30KGy。所得的水凝胶在20℃下，pH＝1.0和7.4时的平衡溶胀度分别为1106％和668％；pH＝7.4时，20℃和37℃下的平衡溶胀度分别为668％和283％。