[发明专利]一种还原敏感型抗菌水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种氧化还原敏感型抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶由含醛基脂肪族聚酯、重量为含醛基脂肪族聚酯重量5～20％的胱胺和适量的溶剂组成。本发明所述的抗菌水凝胶所制备的抗菌组织工程支架具有较好的弹性模量和溶胀性能，细胞毒性低，生物相容性好，细胞亲和性高，抗菌效果好的优点。

技术领域

本发明涉及有机高分子化合物，具体涉及含醛基的脂肪族聚酯，该脂肪族聚酯适用于制备医用的抗菌水凝胶。

背景技术

脂肪族聚酯其主链由脂肪族结构单元通过易水解的酯键连接而成，且主链柔顺，很容易在微生物的作用下,通过酶的催化而发生降解。因此，脂肪族聚酯因其具有良好的生物相容性及生物可降解性，是一类重要的生物医用材料，广泛应用于生物医药领域，如药物缓释、手术缝合线、骨固定材料、组织工程材料等。常用的脂肪族聚酯有聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLA)、乙交酯-丙交酯共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)等。目前脂肪族聚酯的合成方法有两种。第一是使用双官能团单体通过缩合制备得到的，例如用二元酸和二元醇缩合聚合得到。第二是采用其酯化合物或内酯化合物为单体，进行开环共聚得到。但是，脂肪族聚酯存在几个较大的缺陷，第一，脂肪族聚酯的亲水性差、生物活性低，对细胞的亲和力和粘附力弱。第二脂肪族聚酯的主链缺乏反应活性位点，限制脂肪族聚酯的应用。

因此，在脂肪族聚酯的主链上引入不饱和双键，将其和含不饱和双键的单体或者预聚物进行UV固化可以得到UV固化聚酯。目前，主要采用缩聚法在脂肪族聚酯中引入不饱和双键，即由不饱和的二元脂肪族酸或二元脂肪族酸酐与不饱和的二元醇缩聚得到。该方法制备的不饱和脂肪族聚酯主链含有不饱和双键，可以和含不饱和双键的单体或者预聚物进行交联固化。邵芬娟等以1,4-反丁烯二酸和一缩二乙二醇(DEG)为原料，采用缩聚法合成端羟基不饱和聚酯，发现该不饱和脂肪族聚酯具有良好的生物降解性能(粘接，2009,12,048)。但是，上述文献所报导的不饱和脂肪族聚酯必须与含不饱和双键的单体在光引发剂作用下才能进行UV固化，并且固化后得到的聚酯pH稳定，酸碱生物降解性能差；此外，其亲水性和抗菌性能都差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种还原敏感型抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶具有良好的亲水性和抗菌性能，而且生物降解性能好。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种还原敏感型抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶由含醛基脂肪族聚酯、重量为含醛基脂肪族聚酯重量5～20％的胱胺和适量的溶剂组成；其中，

所述的含醛基脂肪族聚酯是化学式(I)所示的结构单元和化学式(II)所示的结构单元按等摩尔比线性无规排列的聚酯，其数均分子量(简称M_n)为1000～5000，分散性指数(简称PDI)为1.82～2.77，

所述的含醛基脂肪族聚酯是将对醛基苯甲酸缩水甘油酯，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和丁二酸酐进行开环共聚得到；其中所述的对醛基苯甲酸缩水甘油酯的化学结构如下式(III)所示：

所述的溶剂是水，或者是体积浓度为10％～60％的乙醇、丙酮或四氢呋喃水溶液。

上述抗菌水凝胶，其中所述的含醛基脂肪族聚酯由以下方法制得：

取丁二酸酐，加入对醛基苯甲酸缩水甘油酯、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和邻叔丁基对苯二酚，溶解到适量的混合溶液中，在氮气保护下，90～120℃开环共聚反应3～8h，除去溶剂得到所述的含醛基脂肪族聚酯；其中，

所述的对醛基苯甲酸缩水甘油酯与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的加入量分别为所取丁二酸酐的摩尔量的50％；

所述的邻叔丁基对苯二酚的加入量为所取丁二酸酐的摩尔量的5％；

所述的混合溶液由等体积比的乙酸乙酯和乙酸丁酯组成。