[发明专利]一种温敏性共聚物及其合成方法以及包含该共聚物的可逆自组装水凝胶

说明书

本发明公开的一种温敏性共聚物，是以聚L‑苏氨酸为疏水链段、以聚乙二醇单甲醚为亲水链段构成的聚乙二醇单甲醚‑b‑聚L‑苏氨酸两嵌段聚合物。本发明还提供了合成上述共聚物的方法，包括A.中间体‑‑聚乙二醇单甲醚‑b‑聚(O‑苄基‑L‑苏氨酸)的制备；B.温敏性聚乙二醇单甲醚‑b‑聚L‑苏氨酸两嵌段共聚物的制备。还公开了包含所述共聚物的可逆自组装水凝胶，该可逆自组装水凝胶中所述温敏性共聚物的浓度为2～15wt％，余量为水。其优点在于，得到一种可以循环使用、可逆、温敏性、低分子量共聚物及其水凝胶，制备简单、成本低廉、可循环反复使用，因此，能够实现良好的应用普及。

技术领域

本发明属于多肽自组装水凝胶材料技术领域，具体为一种温敏性共聚物及其合成方法以及包含该共聚物的可逆自组装水凝胶。

背景技术

多肽自组装材料作为生物同源的新一代生物材料，多肽优越的生物相容性、生物可降解性、生物活性、细胞黏附性、抗菌性以及自组装特性展现了其自组装生物材料的巨大优势。多肽水凝胶作为一类重要的多肽自组装软材料，在过去几十年里，由于其具有含水量高、结构与细胞外基质相似以及生物相容性良好等特点，尤其在药物释放、组织工程、细胞培养以及其它智能应用领域的广泛应用使其得到了科研工作者的持续关注。

Byeongmoon Jeong等人在Soft Matter,4，2383-2387(2008)，Biomacromolecules，14，3256-3266(2013)报道了以聚L-丙氨酸为疏水链段和聚乙二醇为亲水链段组成的聚醚-聚多肽两嵌段共聚物及其温敏性水凝胶。又如Weiwei Wang等人在Journal of Materials Chemistry B，5，1724-1733(2017)报道的以L-缬氨酸为疏水链段和以聚乙二醇为亲水链段组成的聚醚-聚多肽两嵌段共聚物及其温敏性水凝胶。然而，以上所有的温敏性聚醚-聚多肽共聚物由于其选择的氨基酸的侧链疏水性较强使其形成的水凝胶不可逆且只能在升温作用下由于聚醚的脱水作用才能使其形成水凝胶，而多肽的自组装性能不能体现出来即由此得到的水凝胶只是由聚醚链段脱水交联而形成的凝胶，并不是多肽链段通过自身的自组装形成的凝胶。且这种水凝胶自身也不具有温度响应的功能。

虽然Johnson，P.与Metealf，J.,C.很早就在European Polymer Journal，3,423(1967)上报道了基于明胶的自组装水凝胶。该水凝胶在低温或室温下就可自发的形成可逆的水凝胶，且被广泛利用到医药和化工产业中，但是由该明胶形成的水凝胶需要明胶的分子量足够大，通常分子量小于1.5×10⁴的明胶是不能凝固的，它总是成溶胶状。

发明内容

为了解决现有技术中温敏性水凝胶大多不能够可逆，分子量足够大的明胶水凝胶才能够实现可逆，导致成本升高，不能够良好地应用普及的缺陷，本发明提供了一种温敏性共聚物及其合成方法以及包含该共聚物的可逆自组装水凝胶，实现的目的为，得到一种低分子量的聚多肽共聚物，可使其在室温下直接通过多肽自组装就可形成水凝胶，且在升温时该凝胶可被破坏形成溶胶，而当温度恢复至室温时又可重新形成凝胶，得到一种低分子量、可逆的温敏性共聚物及其水凝胶，实现良好的应用普及。

为了实现上述目的，本发明提供的一种温敏性共聚物，所述共聚物是以聚L-苏氨酸为疏水链段、以聚乙二醇单甲醚为亲水链段构成的聚乙二醇单甲醚-b-聚L-苏氨酸两嵌段聚合物，疏水链段聚L-苏氨酸的含量为30～55wt.％，亲水链段聚乙二醇单甲醚的含量为45～70wt.％。

进一步的，所述亲水链段聚乙二醇单甲醚的数均分子量为1000～2000，疏水链段聚L-苏氨酸的数均分子量为700～1200。

进一步的，本发明还提供了上述温敏共聚物的合成方法，包括如下步骤：

A.中间体--聚乙二醇单甲醚-b-聚(O-苄基-L-苏氨酸)的制备