[发明专利]一种pH敏感性光交联水凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及凝胶材料，特别是涉及一种pH敏感性光交联水凝胶的制备方法。

背景技术

pH敏感性水凝胶是网络结构中含有可离子化的酸性或碱性基团(羧基、磺酸基或氨基)的高分子水凝胶，随着介质pH值变化，这些基团会发生电离，产生不同的离子化强度，导致网络结构和电荷密度的变化，从而产生不连续的溶胀体积变化。利用pH敏感性水凝胶的这种性质，可以作为药物的载体，方便的调节和控制凝胶内药物的扩散和释放速率，实现药物的控制释放。

羧甲基壳聚糖(CMCS)是壳聚糖的衍生物，是一种两性聚电解质，具有水溶性、良好的生物相容性和可生物降解性，被广泛用与医药载体方面，是近年来研究较多的壳聚糖衍生物之一。壳聚糖中引入羧基改善壳聚糖的水溶性的同时增加了环境敏感基团，使羧甲基壳聚糖成为制备pH敏感性水凝胶的极好原材料。

目前制备pH敏感性羧甲基壳聚糖水凝胶广泛使用的方法是采用戊二醛做交联剂。这种方法存在两个缺陷：其一，由于戊二醛与壳聚糖上氨基发生交联反应极为迅速，导致戊二醛与羧甲基壳聚糖水溶液很难混合均匀。其二，由于溶液黏度很大，难以在体系交联反应发生之前除去溶液中大量的气泡，导致凝胶内部存在大量的气孔，凝胶的均匀性很差，溶胀过程中极易发生破碎。但如果采用光交联法合成pH敏感性的羧甲基壳聚糖水凝胶可以解决以上问题。由于凝胶交联前需要光引发，在光引发之前，体系溶液可以尽量混合均匀，同时可以在交联之前通过抽真空除去溶液中的气泡。因此，合成的凝胶内部无气孔、结构均一、不易破碎、性能良好。Q.Z.Li，D.Z.Yang，G.P.Ma等人报道了光交联法合成壳聚糖水凝胶，引入双丙烯酸酯类作为光交联剂。但是这种光交联法合成的凝胶只有微弱pH敏感性，原因在于决定该凝胶pH敏感性的基团壳聚糖上的氨基被酯化，使得凝胶pH敏感性很弱甚至没有。Ono K，Saito Y，Yura H等人在壳聚糖的氨基上引入乳糖基和叠氮苯甲酰基，乳糖基的引入改善了壳聚糖的水溶性，叠氮苯甲酰基可光交联形成水凝胶，但这种水凝胶不具有pH敏感性，主要用于伤口敷料材料。Ling K，Zheng F，Li J等人以叠氮苯甲酸为光交联剂合成了羟丙基壳聚糖水凝胶，该水凝胶也不具有pH敏感性，主要用于组织工程材料(人造皮肤)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型水凝胶的制备方法，该方法不仅工艺简单，容易操作，而且制备的水凝胶具有较好的pH敏感性，使其作为药物缓控释载体具有潜在的应用价值。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的pH敏感性光交联水凝胶的制备方法，具体是：先将4-叠氮苯甲醛溶于有机溶剂中配成光交联剂溶液，再将重量浓度为0.5～10％的羧甲基壳聚糖水溶液与光交联剂溶液按照重量比为100∶0.1～0.8于30℃或30℃以下避光搅拌混合均匀，并同时反应生成可光交联的羧甲基壳聚糖大分子水溶液；然后，羧甲基壳聚糖大分子水溶液经真空脱泡，室温下平铺于玻璃板或灌注于模具中，用紫外光幅照引发交联反应，得到所述pH敏感性光交联水凝胶。

所述溶解4-叠氮苯甲醛的溶剂是能与水互溶的任何一种溶剂或混合溶剂。如：乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)等多种单一溶剂，或乙醇与丙酮、乙醇与DMF等多种混合溶剂。

所述的羧甲基壳聚糖水溶液可以采用以下方法制备：先将羧甲基取代度为0.8～1.8、黏均分子量为4.0×10⁵-6.5×10⁵的羧甲基壳聚糖加入到水中，羧甲基壳聚糖水溶液的重量浓度为0.5～10％，然后于室温下搅拌均匀。

所述的紫外光可以采用波长为200～400nm范围内的任一波长的紫外光。

本发明提供的pH敏感性光交联水凝胶，其用于药物载体。

本发明采用水溶性良好的且具有交联网络作用的羧甲基壳聚糖，使其与光交联剂4-叠氮苯甲醛在室温或室温以下反应生成可光交联的羧甲基壳聚糖，因此与现有技术相比具有以下的主要优点：

(1)在光引发交联之前，羧甲基壳聚糖可以与光交联剂4-叠氮苯甲醛充分混合均匀，并同时发生反应形成可光交联的羧甲基壳聚糖。

(2)在光交联发生之前，通过抽真空可完全除去溶液中的气泡，因此合成的水凝胶内部结构均一，性能良好。

(3)由于采用了羧甲基壳聚糖为原料，不仅增大了原料的水溶性，而且通过紫外光引发交联形成的水凝胶具有结构均匀和很强的pH敏感性。