[发明专利]嵌段共聚物、其制备方法与水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及嵌段共聚物、其制备方法与水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一类具有交联网络结构的聚合物，其能够吸收并保有大量水分。温度敏感型水凝胶是一类对温度变化敏感的高分子材料，如果能够控制水凝胶的相转变温度在人体体温附近，则该温度敏感水凝胶可制备成适合于生物医学应用的可注射性水凝胶。例如，在低于人体体温时，温度敏感可注射性水凝胶以溶液状态存在，可以很好的与药物、多肽、蛋白质、细胞或生物活性物质混合；当注入到人体内部后，由于温度的变化，温度敏感可注射性水凝胶会迅速发生溶液-凝胶的转变形成水凝胶，如此在形成水凝胶的过程中，混合在其中的药物或生物活性物质被包埋在水凝胶内部，然后通过扩散或水凝胶自身的降解缓慢释放，从而达到长效缓释的目的。这类温度敏感型水凝胶注射前为溶液状态，流动性好，方便注射，且适合于任意形状的创口，可以和伤口很好的贴合。另外，温度敏感型水凝胶注射过程中不会造成新的创口，易于被患者接受，近年来被广泛用于生物医学领域的研究中，尤其在蛋白质和多肽类药物的缓控释给药系统中的应用引起了众多药学研究者的关注，也可以作为体内原位组织培养的支架材料。

可注射型温度敏感水凝胶具有流动性好、使用方便、释药缓慢、持久时间长的特点，而且对低分子溶质具有较好的透过性，有优良的生物相容性和较好的重现性，容易合成，因此近年来受到广泛关注。尤其是具有快速可逆回复特性的温度敏感水凝胶在生物医学应用中具有独特的优势。然而，目前国际上主要研究的可注射型温度敏感水凝胶仍存在许多局限性。例如，加拿大多伦多大学Yu-Ling Cheng等在2001年报道了一种聚乙二醇-聚(N-异丙基丙烯酰)(PEG-PNIPAAm)嵌段共聚物水凝胶，其具有可逆温度敏感性能，但这种基于PNIPAAm的温度敏感水凝胶在体内不能降解，而且其聚合单体具有毒性、致瘤性、致畸性等副作用，因而这类材料在体内的应用受到限制。另外，美国犹他大学Sung Wan Kim等在Nature杂志上报道了一种可注射型聚乙二醇-聚(L-乳酸)嵌段共聚物温度敏感水凝胶，该材料具有良好的体内生物降解性能，但是其降解产物为乳酸等小分子化合物，局部过高浓度的乳酸会引起炎性反应，另外，该凝胶形成后，难以实现短时间内凝胶可逆转变成溶液状态，因而该材料的应用也受到一定的限制。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种嵌段共聚物，本申请提供的嵌段共聚物可形成温度敏感性水凝胶，且水凝胶具有优良的可逆回复性。

有鉴于此，本申请提供了一种嵌段共聚物，包括具有式(Ⅰ)结构或具有式(Ⅱ)结构的第一嵌段和具有式(Ⅲ)结构的第二嵌段；

其中，10≤m≤227；

10≤n≤226；

3≤q≤150。

优选的，所述第二嵌段数均分子量占所述嵌段共聚物总数均分子量的30％～80％。

优选的，15≤m≤150，5≤q≤35。

本申请还提供了一种嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

将具有式(IV)结构的端氨基化的聚乙二醇单甲醚与具有式(V)结构的端氨基化的聚乙二醇中的一种与γ-乙氧基二乙二醇-L-谷氨酸酯-N-羧酸内酸酐进行聚合反应，得到嵌段共聚物；

其中，10≤m≤227；10≤n≤226。

优选的，所述端氨基化的聚乙二醇单甲醚与端氨基化的聚乙二醇中的一种与γ-乙氧基二乙二醇-L-谷氨酸酯-N-羧酸内酸酐的摩尔比为1：(3～150)。

优选的，所述γ-乙氧基二乙二醇-L-谷氨酸酯-N-羧酸内酸酐按照以下方法制备：

将L-谷氨酸和二乙二醇乙醚进行酯化反应，得到γ-乙氧基二乙二醇-L-谷氨酸酯；

将所述γ-乙氧基二乙二醇-L-谷氨酸酯与双(三氯甲基)碳酸酯进行缩合反应，得到γ-乙氧基二乙二醇-L-谷氨酸酯-N-羧酸内酸酐。

本申请还提供了一种水凝胶，包括上述方案所述的或上述方案所制备的嵌段共聚物与溶剂。

优选的，所述水凝胶中所述嵌段共聚物的含量为2wt％～30wt％。

优选的，所述溶剂为水、生理盐水、缓冲溶液、组织培养液或体液。

本申请还提供了一种水凝胶的制备方法，包括：

将上述方案所述的或上述方案所制备的嵌段共聚物与溶剂混合后，得到嵌段共聚物溶液；

将所述嵌段共聚物溶液放置于恒温水浴中，得到水凝胶。