[发明专利]基于线性共聚物的水凝胶及其应用

说明书

本发明公开基于线性共聚物的水凝胶及其应用，通过零价铜调节可控活性自由基聚合方法共聚聚乙二醇甲基丙烯酸酯与聚乙二醇甲醚丙烯酸酯制备侧链含有羟基的线性共聚物与丙烯酰氯制备的侧链含有乙烯基的线性聚合物为前驱体，以2,2‑二甲氧基‑苯基苯乙酮为紫外光引发剂，水为溶剂，在紫外灯照射下引发前驱体中碳碳双键进行交联为水凝胶材料。通过测试可知，线性聚合物具有一定的储存模量和粘附强度，并具有一定的溶胀性能与较慢的降解性能，以及良好的细胞相容性，在制备创伤敷料或组织粘合剂中的应用。

技术领域

本发明属于新型生物医用材料领域，主要涉及基于线性共聚物的水凝胶及其应用。

背景技术

创伤敷料是治疗急性和慢性创伤的主要方式。近几十年中，根据不同的创伤情况研究发明了多种特殊的创伤敷料。其中作为新型创伤敷料中的一种，水凝胶创伤敷料因表面光滑、生物相容性好、与不平整创面结合紧密、促进了上皮细胞生长等优点而得到了广泛使用。但目前广泛使用的合成水凝胶敷料普遍存在着伤口组织粘合能力差、力学性能与伤口组织不匹配以及生物毒性较大等问题。研究发现，通过控制合成水凝胶的所用聚合物的成分、结构、聚合度等可实现改善合成水凝胶创伤敷料的性能。线性聚合物因其结构类似于无规线团，所以其很难形成交联网络结构而制备水凝胶材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于线性共聚物的水凝胶及其应用，利用零价铜调控的可控/活性自由基聚合方法(Cu⁰-mediated CRP)共聚聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA₅₀₀)与聚乙二醇甲醚丙烯酸酯(PEGA₄₈₀)制备线性共聚物poly(PEGMA₅₀₀-co-PEGA₄₈₀)_L，并通过光交联将其固化为水凝胶材料。为了将制得的水凝胶材料用于创伤敷料粘合剂，通过流变仪表征了其力学性能，Lap-shear、Pull-off及Burst测试等手段评价其组织粘附性能，溶胀、降解及细胞毒性实验进一步表征水凝胶材料的生物相容性。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

线性共聚物，通过零价铜调节可控活性自由基聚合方法共聚聚乙二醇甲基丙烯酸酯与聚乙二醇甲醚丙烯酸酯制备侧链含有羟基的线性共聚物，在反应的整个过程中，聚合物分子量随单体转化率呈线性增长，且呈较窄的单峰分布，随着反应的进行，聚合物增长速率逐渐降低，反应体系中单体浓度逐渐降低，且粘度增加；再将侧链含有羟基的线性共聚物与丙烯酰氯反应，丙烯酰氯与线性聚合物侧链键接，以使线性聚合物侧链含有乙烯基。

聚乙二醇甲醚丙烯酸酯的数均分子量为480；聚乙二醇甲基丙烯酸酯的数均分子量为500。

线性共聚物的重均分子量为10kDa—40kDa，聚合物分子量随单体转化率呈线性增长，且呈较窄的单峰分布(PDI为1.39-1.41)。

线性共聚物中乙烯基的含量为28—70％。

线性共聚物的马克-霍温尔常数α为0.51-0.59，这表明线性共聚物的结构呈无规线团。

在进行侧链含有羟基的线性共聚物的制备时，反应温度为20—25摄氏度，反应时间为2—22小时。

线性共聚物的制备方法，将聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、CuBr₂、2-溴-2-甲基丙酸乙酯和N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙烯三胺均匀分散在二甲基亚砜中，并将缠绕铜丝的搅拌子置于二甲基亚砜中对反应系统进行搅拌，在除氧条件下进行反应，通过零价铜调节可控活性自由基聚合方法共聚聚乙二醇甲基丙烯酸酯与聚乙二醇甲醚丙烯酸酯制备侧链含有羟基的线性共聚物，在反应的整个过程中，聚合物分子量随单体转化率呈线性增长，且呈较窄的单峰分布，随着反应的进行，聚合物增长速率逐渐降低，反应体系中单体浓度逐渐降低，且粘度增加；再将侧链含有羟基的线性共聚物与三乙胺、丙烯酰氯反应，丙烯酰氯与线性聚合物侧链键接，以使线性聚合物侧链含有乙烯基。