[发明专利]一种可用于人体的低温热降解水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种可用于人体的低温热降解水凝胶及其制备方法和应用。本发明公开了一种偶氮水凝胶，由偶氮交联剂与含有功能基团的高分子或者小分子物质混合交联而成。所述偶氮水凝胶具有热刺激响应性，且在稍高于人体温度的条件下即可降解，可用于温度刺激响应的水凝胶药物载体。本发明还公开了所述偶氮水凝胶的制备方法及其在体外或体内作为药物运输载体的应用。本发明制备方法简单，所制备的热降解水凝胶目前尚未见报道，在智能医用材料中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及智能生物材料技术领域，具体涉及一种智能水凝胶载体，更具体地涉及一种可用于人体的低温热降解水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，水凝胶已经在生物材料领域得到了广泛的应用，包括作为药物及基因运输的载体，组织再生支架，以及伤口缝合的生物胶水等。基于水凝胶的药物运输体系在局部治疗中具有显著的优势，这类材料可以保持数日乃至数星期连续的药物释放，提高了药物的生物利用度并且降低了毒副作用。然而，通常情况下，大多数凝胶都是通过被动扩散或者凝胶的降解释放出药物，这无法满足实际治疗过程中所需要的具有可调节释放动力学的按需药物输送。为此，研究工作者们开发了智能响应性水凝胶，可以对pH、氧化还原电势、酶、热、光、磁场以及超声等多种刺激做出响应。其中，热响应水凝胶是控制释放领域研究最为广泛的智能水凝胶，也受到更多的青睐。

传统的温度敏感水凝胶多是由具有温度响应性相转化的聚合物组成，例如聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)，以及亲水性聚环氧乙烷(PEO)。这类聚合物会在温度高于一个特定值时出现相转变，这个温度值通常称为最低临界溶液温度(lower critical solutiontemperature，LCST)。凝胶会在LCST周围出现一个可逆的溶胀/收缩转换，可以利用该特性来对药物的释放行为进行控制。然而，基于LCST的温度敏感水凝胶通常由于缺乏生物降解性等缺陷限制了其在药物控制释放领域的应用。虽然可以通过制备由氢键介导的超分子水凝胶来提高温度敏感水凝胶的一些物理化学特性，但是该类非共价键水凝胶的体内稳定性和粘弹性欠佳。所以，当下亟需开发一类具有良好的体内稳定性，可自发降解，以及拥有可重复并可调节的药物释放动力学的温度敏感水凝胶。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种偶氮水凝胶及其制备方法，所述偶氮水凝胶是基于偶氮交联剂的温度敏感水凝胶。所述偶氮交联剂(偶氮小分子交联剂)具有温度敏感性，可与其他多种具有高反应活性功能基团的高分子或小分子物质交联成胶，得到所述偶氮水凝胶，所述偶氮水凝胶的分子结构中的偶氮键在稍高于人体温度条件下会断裂，从而导致凝胶的降解。

所述偶氮交联剂分子中含有偶氮键，其分子结构如式(I)所示：

其中，R₁，R₂为推电子基团，可选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基等；优选地，R₁，R₂均为甲基。

R₃为含有羰基、醛基、巯基、羧基、氨基、烯烃或者炔基等具有高反应活性功能基团的咪唑衍生物，如等；优选地，R₃为

本发明中，所述偶氮水凝胶为可用于人体的低温热降解水凝胶，由偶氮交联剂与含有功能基团的高分子或者小分子物质混合交联而成，所述偶氮水凝胶具有热刺激响应性，且在稍高于人体温度的条件下即可降解，可用于温度刺激响应的水凝胶药物载体；其中，高分子或者小分子物质所含的功能基团(如醛基，巯基，烯烃，氨基等)与偶氮交联剂分子的端基官能团具有非常高的反应活性，所述高分子或者小分子物质选自聚乙二醇、壳聚糖、氨基糖苷类药物等，但不局限于这些化合物。