[发明专利]一种具有生物活性的温敏性水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有生物活性的温敏性水凝胶及其制备方法。

背景技术

长期以来，临床上对周围神经损伤的修复仍不理想，对粗大、长段神经缺损和多发性神经损伤更是无计可施。人们一直都在探索并寻找能够有效取代自体移植神经的桥接物，随着组织工程学和神经科学的发展，应用组织工程学原理制备神经组织移植物，以其代替自体神经桥接长节段受损神经获得较好疗效，因此神经组织工程移植物受到越来越多的关注，有望利用组织工程学解决神经组织修复的难题。近几年来，人们逐渐认识到基体材料在组织工程中占有重要地位，随着对材料与生物体相互作用机理研究的深入，要求基体材料具有生物活性，可诱导宿主的有利反应，比如可以诱导宿主组织的再生等。

水凝胶是一种能够在水中溶胀同时材料内部保留大量水分而又不会溶解在水中的高分子材料，一般呈电中性或离子性，它由交联的三维网络结构与介质组成多元体系，其力学性能与软组织相似，作为一种软材料，无固定几何形状，内部三维多孔结构,因而不会引发机体强烈的免疫排斥反应并减少免疫因子及免疫细胞的不利影响。使用水凝胶作为神经组织工程支架材料具有如下优点：(1)水凝胶内部含有大量的水，有助于凝胶内部与外部环境进行有效的物质交换，维持组织微环境的平衡；(2)多孔结构有利于细胞粘附以及细胞长入到支架内部；(3)可被促细胞粘附多肽和促细胞生长的细胞外基质修饰，可作为生物活性分子的载体，进而促进细胞粘附和组织生长；(4)生物相容性良好，组织刺激性较低；(5)能够有效的促进细胞迁移和轴突生长；(6)一般具有生物降解性，可避免组织再生后二次手术取出；(7)可原位凝胶化或通过注射填充任意形状的空腔。

然而目前人工合成高分子水凝胶的最大缺点就是缺乏生物活性，不利于神经细胞选择性吸附和激活一些特异基因，因此需要将合成高分子水凝胶进行生物活性修饰，基于神经细胞外基质材料的仿生设计，利用材料的多组分复合技术，将一些具有生物活性的分子引入到合成高分子水凝胶的表面，以期改变合成高分子水凝胶对神经细胞的选择性吸附以及促神经轴突生长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种具有生物活性的温敏性水凝胶及其制备方法，以末端接有链转移活性基团的PNIPAM-b-(PEG-g-IKVAV)作为前驱体，以Ac-PEG-Ac作为大分子交联剂，以BISAM作为小分子交联剂，通过引发剂引发活性自由基聚合制备一种具有生物活性的温敏性水凝胶，该水凝胶可用作促进神经细胞粘附和增殖的水凝胶支架材料。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种具有生物活性的温敏性水凝胶，它由以下方法制备得到：

1)制备HO-PEG-COOH：将聚乙二醇(PEG)溶于四氢呋喃中，得到浓度为0.01～0.07g/mL的聚乙二醇溶液，向聚乙二醇溶液中加入CaH₂，室温下充分搅拌均匀后加入溴乙酸乙酯，其中聚乙二醇、CaH₂与溴乙酸乙酯摩尔比为1:0.85:1.7，充分搅拌后过滤，向滤液中加入正己烷，过滤出所得沉淀物，将沉淀物真空干燥后溶于水，得到浓度为0.2～0.6g/mL的水溶液，向所述水溶液中加入NaOH水溶液，使聚乙二醇与NaOH摩尔比为1:1.7，充分搅拌后用盐酸溶液调节pH值至12.5，加入二氯甲烷进行初次萃取，取水相并将pH值调至3，再向水相中加入二氯甲烷进行二次萃取，取有机相并加入正己烷，分离得到HO-PEG-COOH；

2)制备Ac-PEG-COOH：将步骤1)所得HO-PEG-COOH溶解于四氢呋喃中得到浓度为0.01～0.1g/mL的HO-PEG-COOH溶液，并加入丙烯酰氯和三乙胺，使HO-PEG-COOH与丙烯酰氯、三乙胺摩尔比为1:2.3:2.5，室温反应3～6小时后过滤，向所得滤液中加入正己烷，沉淀物分离、干燥得到Ac-PEG-COOH；

3)制备Ac-PEG-Ac：将聚乙二醇溶解于四氢呋喃中，得到浓度为0.01～0.07g/mL的聚乙二醇溶液，向聚乙二醇溶液中加入丙烯酰氯和三乙胺，使聚乙二醇与丙烯酰氯、三乙胺的摩尔比为1:3:3.5，室温反应1～4小时后过滤，向所得滤液中加入正己烷，沉淀物分离、干燥得到Ac-PEG-Ac；