[发明专利]一种在生理环境中膨胀率极低的高分子水凝胶及制备和应用

摘要

本发明涉及一种在生理环境中膨胀率极低的高分子水凝胶及其制备和应用，包括PEGDA的合成和膨胀率极低的PEG水凝胶的制备。该方法以不同分子量的聚乙二醇(PEG)为原料，通过酯化反应合成不同分子量的两端带有丙烯酰基的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)；然后将中间产物PEGDA以不同的浓度进行聚合得到化学交联的PEG水凝胶；最后通过膨胀率的测量筛选出符合要求的低膨胀率的PEG水凝胶。该材料具有生物相容性好、理化性质稳定、膨胀率极低等特点。所得的产物能同时满足基础研究以及临床应用的需求。

主权项

1.一种在生理环境中膨胀率极低的高分子水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1) PEGDA的合成首先将实验原料进行纯化，二氯甲烷(DCM)用五氧化二磷进行加热回流除水；三乙胺(TEA)用分子筛干燥后蒸馏提纯；丙烯酰氯蒸馏提纯；PEG用共沸法进行除水；将一定量的PEG溶解于100 mL甲苯中，加入少量沸石以防止暴沸，加热至一定温度，利用共沸法在蒸馏出甲苯的同时带走PEG中的水分，待剩下20 mL甲苯时，停止加热，并冷却至室温，加入120 mL DCM以溶解析出的PEG，在冰浴条件下加入一定量的TEA，TEA与PEG的摩尔比为3:1 ~ 10:1，将一定量的丙烯酰氯用20 mL DCM进行稀释并充分混匀，然后利用滴液漏斗逐滴滴加至PEG溶液中，滴加全程需在冰浴以及剧烈搅拌下进行；丙烯酰氯与PEG的摩尔比为3:1 ~ 10:1，控制滴加速度，使滴加全程耗时2~4 h，丙烯酰氯滴加完毕后，撤去冰浴，室温下反应12~24 h；反应结束后，将反应产物进行抽滤以除去不溶性杂质，然后利用硅藻土柱层析法吸附副产物三乙胺盐酸盐，利用旋蒸对溶液进行浓缩，然后在剧烈搅拌下将浓缩液缓缓加入1000 mL无水乙醚中，于‑20℃静置沉降24 h，沉降完毕后，弃去上层清液，对下层沉淀进行抽滤，收集滤渣，真空干燥48 h以上，得中间产物PEGDA大单体；(2) 膨胀率极低的水凝胶的制备将中间产物PEGDA溶解于超纯水中，配制成一定浓度的水溶液，然后加入光引发剂D2959，避光搅拌10 min，抽真空以除去溶液中的氧气，D2959的用量为PEGDA的0.05%，重量比，将溶液滴加在样品槽中，通入氮气，在波长365 nm、功率15 W的紫外灯下聚合1~3 h，聚合结束后，用刀片将产物从样品槽中分离出来，得到水凝胶；将水凝胶置于PBS中浸泡，在37℃下溶胀48 h，以溶胀后的直径与溶胀前的直径的比值记为水凝胶的膨胀率，筛选出其中膨胀率低于1.10的各种水凝胶。