[发明专利]一种生理条件下基于盐响应的可注射水凝胶用聚合物及其制备方法

说明书

一种生理条件下基于盐响应的可注射水凝胶用聚合物及其制备方法，所述聚合物通过在具有生物相容性的基体材料上接枝具有盐响应的功能链段制得。基体材料为聚合物提供良好的水溶性和生物相容性，盐响应功能单元可使聚合物在电解质作用下因静电屏蔽而产生疏水缔合作用，在大分子间构建物理交联点，从而使聚合物发生溶胶‑凝胶转变而形成水凝胶。通过对聚合物分子结构进行合理设计，该共聚物在室温下纯水中为溶胶，具有可注射性，进入生物体内后在电解质作用下发生凝胶化转变而形成水凝胶。这种在生理条件下基于盐响应性的可注射水凝胶用聚合物用于生物治疗领域。

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，具体涉及一种生理条件下具有盐响应的可注射凝胶用聚合物及其制备方法。

背景技术

组织工程近几十年来广泛应用于生物治疗领域，尤其是对于缺损部位的治疗十分有用。然而它的临床应用却非常有限，这是因为传统的组织再生方法，如形成水凝胶支架，需要面临伤口创伤、感染以及对缺损部位不适应导致支架失效的问题。因此，寻求生物相容性好、微创可注射、可修复深层组织损伤、不破坏修复区供血的新型凝胶材料十分必要。

目前，具有良好生物相容性的高分子主要有多糖和聚乙烯醇。多糖是一类天然高分子，广泛存在在于动植物的体内，因而来源广泛，并且它还具有可生物降解、代谢产物无毒，能被生物体完全吸收等特点；聚乙烯醇也是一种被应用于生物治疗并且被证明是一种十分安全的、生物相容性好的合成高分子材料。但这两类高分子材料一般情况下很难形成水凝胶，所以很多学者提出对其进行改性，通过在溶液中引入其他组分或者对高分子直接进行改性从而使聚合物溶液具备可注射性和生理响应性。目前研究较多的是温敏性水凝胶，如壳聚糖/β-甘油磷酸钠可注射凝胶，室温下为水溶液，当温度达到37℃附近后，通过质子转移使壳聚糖疏水作用增强而形成凝胶。但是，这种多组分体系存在相变时间长、β-甘油磷酸钠小分子易扩散转移，导致浓度不均匀，含量较高时有一定副作用、凝胶强度不足等问题，从而限制了其应用。

针对上述问题，本发明提供一种基于盐响应的水溶性聚合物，该聚合物是在具有良好生物相容性的亲水性大分子上引入盐响应的功能结构单元，这类功能链段在电解质的静电屏蔽作用下可以增强聚合物间的疏水缔合作用从而使聚合物产生凝胶化。通过合理设计分子结构，可使聚合物在纯水中为溶胶，具有可注射性，在生理条件下，受钠离子作用可以形成水凝胶。其次，可以根据实际需要，调整其分子结构以改变分子间作用的大小，对凝胶强度、凝胶化快慢等性能进行调整，拓宽其应用范围。另外，相比一般的温敏性体系，该体系不含小分子，不存在扩散转移，因而浓度更均匀，响应性更灵敏，无副作用，可以修复深层组织，不破坏修复区域的供血。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在生理条件下基于盐响应的可注射水凝胶用聚合物。

一种在生理条件下基于盐响应的可注射水凝胶用聚合物，通过在具有生物相容性的基体材料上接枝具有盐响应性的功能性大分子而制得。

其中，所述具有生物相容性的基体材料选自壳聚糖、壳寡糖、羧化壳聚糖、烷基化壳聚糖、纤维素、半纤维素、黄原胶、淀粉、聚乙烯醇中的一种或多种；具有盐响应性的功能链段的单体选自丙烯酰胺、丙烯酸钠、丙烯酸烷基酯、N-烷基丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐、丙烯酰胺烷基磺酸盐中的一种或多种；聚合物在纯水中为溶胶，具有可注射性，在生理条件下基于盐响应能转变为水凝胶。

所述聚合物中至少含有一种离子型功能单体单元，并且至少含有一种带烷基链的功能单体单元。

优选的，所述丙烯酸烷基酯、N-烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺烷基磺酸盐中烷基链的碳原子数各自独立地为3～12。

优选的，所述功能单体选自丙烯酰胺、丙烯酸钠、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸壬酯、N-叔丁基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐、丙烯酰胺丁基磺酸盐、丙烯酰胺己基磺酸盐、丙烯酰胺辛基磺酸盐、丙烯酰胺癸基磺酸盐、丙烯酰胺十二烷基磺酸盐中的一种或多种。