[发明专利]接枝RGD短肽温敏可注射水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及接枝RGD短肽温敏可注射水凝胶及其制备方法和应用。该可注射水凝胶主要由聚合后具有温敏性的单体、含有羧基基团的单体、RGD短肽先后通过共聚反应、脱水酯化反应、无铜点击化学制备短肽功能化聚合物，经过与细胞共混，制得含有细胞的接枝RGD短肽温敏可注射水凝胶。利用可注射水凝胶的温敏特性，达到溶胶‑凝胶的相转变，以及短肽的生物活性及其配体识别位点特征，促进细胞在可注射水凝胶支架内部的黏附、增殖和基因的特异性表达。本发明的可注射水凝胶具有优异的促细胞黏附、增殖特性、可控的温敏性、可逆的可注射性、细胞可释放功能。可用于可注射细胞支架、药物控释、组织再生修复、肿瘤治疗等领域。

技术领域

本发明属于高分子化学、生物医用材料和组织工程技术领域，具体涉及接枝RGD短肽温敏可注射水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

可注射水凝胶是指在注射前为流动液态，注射到体内，可原位凝胶化的水凝胶。作为一种新型的生物医用材料，可注射水凝胶具有许多其他生物材料无法比拟的优点：1)可通过非侵入方式移植到体内，避免高创性外科手术；2)活细胞、蛋白质、药物或者其他生物活性物质可通过与凝胶前体混合，实现均匀包裹；3)与预成型支架相比，与周围组织衔接紧密，可用于填充任何形状的缺损，修复形状复杂的组织，大大降低植入对机体组织的侵入性，且能与各种治疗药物混合。由此避免了外科手术的高度创伤性，简化治疗过程、减少病人痛苦、降低医疗费用。因此在生物活性分子控释、细胞包埋以及组织支架材料等方面有着广泛的应用前景。

根据形成原理，可注射水凝胶可分为化学交联水凝胶和物理交联水凝胶两大类。化学交联水凝胶可分为交联剂交联、辐射交联、光引发交联等类型；物理交联水凝胶可分为温敏性水凝胶和分子自组装水凝胶等类型。由于温敏性可注射水凝胶在水中经过简单的相转变(溶胶-凝胶转变)形成水凝胶，不需要任何化学反应，因而在体内更简单、更安全、且具有可逆性。

目前用于药物凝胶剂型及组织工程的温敏性可注射水凝胶主要有聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG)、聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯(PCL-PEG-PCL)等类型的嵌段共聚物，这类嵌段共聚物分子链由于同时具有疏水性基团和亲水性基团，在温度变化时，亲疏水性主导作用发生转变，在较低温度(低临界相转变温度)以下呈溶胶状，在注射体内后随温度升高，发生溶胶-凝胶转变。中国专利CN102827446A公开了一种温度响应型可注射水凝胶及其制备方法和用途，该可注射水凝胶主要由胆固醇-聚乙二醇-胆固醇(CHOL-PEG-CHOL)三嵌段化合物与氨基化β-环糊精接枝醛化葡聚糖加水混合溶胀制备而成，特征在于具有一定的强度、韧性和自修复性，与传统技术相比改善了凝胶性能的可控性以及进一步提高了凝胶的生物相容性。中国专利CN105664245A公开了一种可注射型超分子水凝胶及其制备方法，主要由明胶、含有氨基和/或环氧键的硅烷偶联剂和β-环糊精通过主客体化学制备，该超分子水凝胶具有可调控的力学性能，可注射性以及促软骨再生修复能力，同时能够极好地粘附于组织而不易流失，具有很好的临床应用前景。但这两种可注射水凝胶仍然不具有仿细胞外基质特性，后者所用硅烷偶联剂也具有一定的细胞毒性，且制备过程也相对复杂。为此，寻求一种具有仿细胞外基质、生物相容性良好、温敏性可控且具有可逆特性的可注射水凝胶，一直是科研工作者们追求的热点。