[发明专利]一种温敏性共聚物及其合成方法和可逆自组装水凝胶体系

说明书

本发明公开了一种温敏性共聚物及其合成方法和可逆自组装水凝胶体系，该温敏性聚多肽是以聚乙二醇单甲醚(mPEG)为亲水链段，以聚(O‑苄基‑L‑苏氨酸)(PBnLT)为疏水链段组成的聚乙二醇单甲醚‑b‑聚(O‑苄基‑L‑苏氨酸)两嵌锻聚合物，其一定浓度的水溶液在室温或室温以下就可自组装成水凝胶，而在升高温度时又可形成溶胶，显示出可逆的凝胶‑溶胶热转变特性。由该温敏性共聚物制备的温敏性水凝胶具有良好的生物相容性、可生物降解性，且该水凝胶的凝胶‑溶胶转变温度可通过改变共聚物水溶液浓度来调节。

技术领域

本发明属于多肽自组装材料技术领域，具体涉及一种温敏性共聚物及其合成方法和可逆自组装水凝胶体系。

背景技术

多肽水凝胶作为多肽材料的一个重要应用方向，目前在新型智能药物的开发中得到研究者的广泛关注。多肽水凝胶作为一类新型超分子水凝胶，不仅具有传统凝胶含水、保湿的优势，而且因为氨基酸种类的多样性、合成过程和自组装过程的可精确操控性，在构建新型药物释放体系上给了研究者更大的选择区间和调控余地。例如通过改变的凝胶的化学组分或修饰侧基官能团，能够调控凝胶的降解周期和药物释放速率，赋予凝胶单一或多重刺激响应功能，比如温度敏感、pH响应、氧化还原响应、磁响应等。相对于与较早发展的可生物降解载药微球或植入体，多肽水凝胶具有明显的优势，比如可以将亲水性药物分子直接包裹在水凝胶网络中，操作简单；，对疏水性药物也能起到增溶作用，达到提高载药量的目的。载药过程不需要进行特定操作来诱导胶束或囊泡等微观聚集体的形成，有利于药物活性的保持。自1960年，Wichterle等人首先报道将亲水性聚氨基酸水凝胶用于生物体内研究，引发了近几十年来科研工作者对聚氨基酸水凝胶的持续研究热潮。由于具有良好的生物相容性、生物降解性、亲水性、保水和环境响应性等特点，聚氨基酸水凝胶作为新型生物可降解医用材料具有广阔的应用前景，比如用作药物控制释放载体、组织工程支架、创面辅料、隐形眼镜等。

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-聚多肽聚合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

本发明的目的在于发明一种低分子量的聚多肽聚合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，而当温度恢复至室温时又可重新形成凝胶。为实现该目的，我们提供了一种具有O-苄基-L-苏氨酸组分的新型温敏性聚合物及其自组装水凝胶体系。

为实现上述性能，本发明采用以下技术方案：一种新型温敏性聚合物，以聚乙二醇单甲醚(mPEG)为亲水性链段、以聚(O-苄基-L-苏氨酸)(PBnLT)为疏水性链段构成的聚乙二醇单甲醚-b-聚(O-苄基-L-苏氨酸)(mPEG-b-PBnLT)两嵌段共聚物，其中疏水链段聚(O-苄基-L-苏氨酸)的含量为55wt％，亲水链段聚乙二醇单甲醚的含量为45wt％。