[发明专利]羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用

说明书

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用。解决现有可注射水凝胶的凝胶力学强度较差，生理环境下易溶胀的技术问题。由本发明的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物和醛基封端的聚乙二醇为前驱体溶液，通过在37℃下按比例混合两前驱体溶液，能在数分钟内快速成胶，从而实现可注射的效果，可以在体内环境下快速成胶。本发明的水凝胶力学性能优异，机械强度较高，对其在生物体内的运用奠定了基础。本发明的水凝胶在生理环境下几乎不会发生溶胀现象，不会伤害周围的组织，同时能很好保持各种性能尤其是力学性能的稳定性。可用于生物材料领域，如组织工程和药物缓释领域。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用，本发明的水凝胶为聚乙二醇基的不溶胀的可注射水凝胶。

背景技术

水凝胶是一种由亲水性分子通过一定的交联方式形成的具有三维网络结构的一类材料，具有很高的含水量。水凝胶内部具有互穿的多孔网络结构，在生理环境下，其内部的气体、水溶性分子等可以通过扩散的方式在凝胶内部传递或与外界交换。水凝胶的这些特性与生物体中的细胞外基质及软组织结构功能十分类似，因此在生物医用领域得到了广泛的应用。

可注射水凝胶是一种在体外为流动液体，在注射入体内后通过物理或者化学交联快速成胶的材料。这种水凝胶可以填充不规则创伤，包裹传送细胞或者药物，同时又可以最大限度的避免手术创伤，实现微创治疗。因此，可注射水凝胶在组织工程，细胞传送，药物缓释等领域具有广泛的前景。

现有技术所公开的可注射水凝胶案例，如一些嵌段聚合物的水凝胶，在37℃下可以发生溶胶凝胶的转变；或利用醛胺反应或点击反应等体内生物正交反应手段构造化学交联的水凝胶；或利用氢键或者主客作用等物理作用交联的水凝胶。但是，这些水凝胶往往力学性能较差，过弱或者过脆。此外，这些水凝胶在生理环境下，通常会由于凝胶内外渗透压不同的缘故，发生体积变大的溶胀现象。这会使凝胶的微观结构和宏观性能发生较大的改变，同时胀大的凝胶也会对周围的组织带来伤害。可注射凝胶这些缺点极大地限制了其在生物医用领域的应用。

因此，需要开发一种在体内不发生溶胀现象同时兼具优良力学性能的可注射水凝胶。

发明内容

本发明要解决现有可注射水凝胶的凝胶力学强度较差，生理环境下易溶胀的技术问题，提供一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用，本发明的水凝胶为聚乙二醇基的不溶胀的可注射水凝胶。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物，结构如式ⅰ所示：

式中：n为90，聚乙二醇数均分子量为4000Da，所述聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量为11000Da。

一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)向反应容器里加入碳酸胍，α-乙酰基-γ-丁内酯，三乙胺，反应，得到第一中间体；

(2)向反应容器里加入1,6-己二异氰酸酯和第一中间体，反应，得到第二中间体；

(3)向反应容器里加入聚乙二醇，N,N'-羰基二咪唑，反应，得到第三中间体；

(4)向反应容器里加入第三中间体，辛二胺，反应，得到第四中间体；

(5)向反应容器里加入第二中间体，第四中间体，反应，再加入卡特缩合剂，乙醇酸，反应，得到第五中间体；

(6)向反应容器里加入第五中间体，N-羟基邻苯二甲酰亚胺，三苯基膦，偶氮二甲酸二异丙酯，反应，得到第六中间体；