[发明专利]一种天冬氨酸基自修复抗菌水凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种天冬氨酸基自修复抗菌水凝胶，其特征是，其是由含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸与聚乙烯醇在水溶液中反应而成，所述的含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸包括重复单元A和重复单元B，其中，重复单元B的数量占重复单元总数量的30%~90%；含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸与聚乙烯醇的质量比为0.5~2∶1；

、，

其中，R为H或C_1~12的烷基。

2.根据权利要求1所述的天冬氨酸基自修复抗菌水凝胶，其特征是，所述含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸的结构式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ，

其中，R为H或C_1~12的烷基，100≤（x+y）×n≤140，x∶y=1~21∶9。

3.根据权利要求1所述的天冬氨酸基自修复抗菌水凝胶，其特征是，含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸与聚乙烯醇的总质量占水凝胶总质量的5%~50%。

4.一种天冬氨酸基自修复抗菌水凝胶的制备方法，其特征是，所述的水凝胶是由含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸与聚乙烯醇在水溶液中反应而成；所述的含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸是由天冬氨酸经热聚合、开环、季铵化三步反应得到，反应式如下所示：

，

其中，R为H或C_1~12的烷基，100≤（x+y）×n≤140，x∶y=1~21∶9。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）热聚合：称取定量的L-天冬氨酸于容器中，加入质量浓度为85%的磷酸，然后加入环丁砜和三甲苯的混合物，其中，环丁砜与三甲苯的体积比为3∶7；之后于180~220℃下反应4h，然后待温度降到40~60℃时，加入N’N-二甲基甲酰胺溶解产物，之后用甲醇沉淀产物，经烘干后得到产物聚琥珀酰亚胺；

（2）开环：称取定量的聚琥珀酰亚胺溶于二甲基亚砜中，然后加入3-氨基苯硼酸开环，反应温度为40~80℃，反应时间为10~24h；之后加入3-二甲氨基丙胺继续开环，反应温度40~80℃，反应时间为10~24h；将反应物滴加到丙酮中，析出沉淀，经烘干后得到产物；

（3）季铵化：将步骤（2）所得产物溶于甲醇中，之后加入RBr进行反应，其中R为H或C_1~12的烷基，反应温度为40~80℃，反应时间为10~24h；反应物经透析、冷冻干燥后得到含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸；

（4）凝胶化：将含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸与聚乙烯醇在水溶液中混合，并在0~40℃条件下反应得到所述的天冬氨酸基自修复抗菌水凝胶。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，步骤（1）中，环丁砜和三甲苯的混合物的加入量为L-天冬氨酸重量的0.5~3倍。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，步骤（2）中，加入的3-氨基苯硼酸摩尔量与聚琥珀酰亚胺所含单体的摩尔量比为0.1~0.7∶1。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，步骤（2）中，加入的3-二甲氨基丙胺摩尔量与聚琥珀酰亚胺所含单体的摩尔量比为0.3~0.9∶1。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，步骤（4）中，含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸与聚乙烯醇的质量比为0.5~2∶1；含苯硼酸基团和抗菌基团的聚天冬氨酸与聚乙烯醇的总质量占水凝胶总质量的5%~50%。

10.权利要求1所述的天冬氨酸基自修复抗菌水凝胶在制备伤口敷料、药物载体与可控释放材料、人造器官材料中的应用。