[发明专利]一种基于聚乙二醇的网状结构高分子凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子领域，涉及一种可生物降解的高分子聚合物及其制备方法，更具 体地说，涉及一种基于聚乙二醇的网状结构高分子凝胶及其制备方法。

背景技术

凝胶可以定义为含有大量溶剂的三维网状结构的高分子。水凝胶是介于液体和固体之间 的三维网络或互穿网络，是一种能显著地溶胀于水但在水中并不能溶解的亲水聚合物凝胶。 它不溶于水，但能显著地溶胀于水中，并吸收大量的水，有很强的保水能力。水凝胶材料以其含 水量高、柔软、具有橡胶般的粘稠性和良好的生物相容性广泛应用于农林、园艺、工业、纺 织、医药、医疗、人工器官、生理、卫生、石油化工、建材、环保、食品、日用品、化妆品 等方面，因为它能带来的巨大经济效益和社会效益，所以世界各地对水凝胶的研究、开发和应 用呈现一派欣欣向荣的景象。水凝胶的研究开发带动了相关学科，如医学、生物工程学、水 土学、生命科学等的发展。

共混高分子混合物材料具有混合组分所没有的综合性能，并且随着混合组分的改变，可以 得到千变万化的性能，因此它是新材料开发的一个重要领域。凝胶是高分子链之间以化学键或 物理相互作用形成的交联结构的溶胀体，加热不熔融也不溶解。它既是高分子聚合物的浓溶液 也是高弹性的固体，小分子物质能在其中渗透或扩散，这对高分子材料的开发也具有重要意义。 把高分子聚合物的共混和凝胶共同应用于提高材料性能的开发利用之中，将会有很大的前景 和空间。

我们知道，要将适当剂量的药物传送到伤病组织，相应的给药途径可以多种多样，例如 注射用药、口服用药、吸入方式给药、鼻腔、口腔、眼部等粘膜用药、植入型给药、透皮 给药等。仅用原有的制剂技术，往往不能满足特定的要求。因此不断有新工艺和新技术应 用于药物制剂的制备过程中，水凝胶药物载体就是近年来用于药物的新的给药系统。水凝 胶(hydrogel)为电中性或离子性高分子材料，具有优良的理化性质和生物学性质。由于凝胶 中亲水基-OH、-COOH、-CONH₂、-SO₃H的存在，在生理条件下凝胶可吸水底胀10％-98％， 并在骨架中保留相当一部分水分，将药物溶解或分散在聚合物材料中，达到以下目的：(I)减 少药物与外界环境的作用，提高药物的稳定性：(2)减少复方药物的配伍变化；(3)一次性给药 使活性组分以最优的速率和剂量，控制释放到特定部位；(4)减少用药次数，方便患者；(5) 使药物浓度集于靶区。

聚乙二醇是经FDA批准的极少数能作为体内注射药用的合成聚合物之一。聚乙二醇对人 体无毒，易排出体外，用聚乙二醇衍生物对药物进行修饰，修饰后的药物降低了免疫源性并 且提高了药物在体内的半衰期或循环周期，可使药物较长时间维持在有效浓度内，药效可以 得到明显提高，这使得原来许多不能被直接用来治疗的药物重新得到应用。将聚乙二醇及其 衍生物做成凝胶用于生物、医学等领域将会对药物缓释以及靶点药物的研究产生深远的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于聚乙二醇的网状结构高分子凝胶及其制备方法，所述的高 分子凝胶具有规整的网络结构。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于聚乙二醇的网状结构高分子凝胶，其中聚合物分子结构的主链为聚乙二醇酯化 的高分子，侧链为聚乙二醇叠氮化衍生物，具有式(I)所示的结构：

其中n为4～454的整数；m为2～10的整数。(分子式有修改)

本发明还涉及所述高分子凝胶的制备方法，上述具有网状结构的高分子凝胶，由具有 端炔基的聚乙二醇酯主链与具有端叠氮基的线性结构的聚乙二醇侧链在催化剂作用下经点 击化学反应制得。

所述的制备方法具体包括三个步骤：

1)具有端炔基的聚乙二醇酯主链的合成：丙二酸二乙酯和丙炔醇反应生成二炔丙基丙 二酸二乙酯，二炔丙基丙二酸二乙酯经水解、酰氯化反应得到二炔丙基丙二酸二甲酰氯， 再与PEG发生酯化反应生成具有端炔基的聚乙二醇酯主链；

2)具有端叠氮基的线性结构的聚乙二醇侧链的合成：PEG经酰氯化、叠氮化后得到 端叠氮基聚乙二醇；

3)目标物合成：将步骤1)和2)制得的聚合物在催化剂作用下，进行点击化学反应。

进行点击化学反应时叠氮基化线性结构的聚乙二醇和端炔基化的聚乙二醇酯的摩尔 用量优选为叠氮基∶炔基＝1∶1。