[發明專利]一種pH敏感型無機高聚物雜化水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201210460744.2
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103819610A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 倪才華;王詩卉;張秀麗;秦學飛;許升;李世堯
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08F222/14
• 分類號: C08F222/14;C08F220/34;A61K47/34;A61K47/32;A61K9/06
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技術領域

本研究涉及無機/聚合物雜化凝膠的制備，屬于功能高分子材料領域。

背景技術

甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)是一種用途廣泛的中間體，其單體及聚合物無毒，該單體分子中含有雙鍵和叔氨基，可以進行均聚和共聚反應，是用于生產陽離子或兩性離子型水溶性高分子的主要原料之一。同時PDMAEMA能很好地親合DNA，在不同細胞中起媒介傳遞作用，具有生物相容性和抗凝血功能，因此它在生物醫學材料上有較好的應用前景。將其與含POSS的納米微粒進行共聚，得到雜化水凝膠，將獲得一些新的優異性能。

硅倍半氧烷是指分子結構為RSiO_1.5(n?Si∶n?0＝2∶3)的有機硅化合物^[11]，分子中的R基可以是氫原子、烷基、亞烴基、芳基、亞芳基或這些基團的取代基，主要結構有無規、梯形、籠形、半籠形等，它們的典型結構如圖所示.其中籠形低聚倍半硅氧烷(RSiO_1.5)_n(n≥4簡寫為POSS)近年來作為改性劑或共聚單體用于高分子材料的改性、制備納米復合材料引起了人們的興趣，籠型低聚倍半硅氧烷具備一些特殊的效應，如納米效應、表面與界面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應，它的存在能使得聚合物多種性能有所改善，另外POSS上可以功能化，使其帶有一些特殊的反應性基團，POSS本身作為生物材料也具有很好的生物相容性特點.本研究用含POSS的疏水納米雜化材料來改性DMAEMA，通過在水凝膠中引入POSS納米分子，提高其疏水性和力學性能，改善水凝膠的使用效果，并將該水凝膠用作藥物載體，期望改善其載藥性能，提高凝膠的載藥率，增加緩釋及pH控釋性能。

發明內容

1.用籠型八聚-氨丙基硅倍半氧烷(POSS-NH₂)與甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)進行開環加成反應，制備得到一種含POSS的衍生物POSS-GMA。該產物具有功能性的雙鍵，可以進行烯烴類的聚合反應。

2.將POSS-GMA與甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)共聚，用自由基聚合的方法，在無水乙醇溶劑中、以及70℃水浴鍋中反應4h，合成得納米雜化水凝膠。

本發明的優點：

1.籠形多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)是一類真正分子水平上的有機/無機雜化納米材料，POSS作為生物材料具有熱穩定性好、生物相容性好和無毒且不被人體吸收等許多優點。由于POSS具備的一些特殊的性質如納米粒子效應、界面表面性質等，它的存在使聚合物的多種性能有所改善。

2.合成雙鍵功能化的POSS-GMA，本發明所用反應條件溫和，產率高，雙鍵功能基團不受影響，有利于下一步的聚合反應。

3.由于納米分子POSS-GMA中含有多個雙鍵，因此POSS-GMA具有改性和交聯的雙重功能，它與DMAEMA的共聚以及交聯反應同時發生，不需另外添加交聯劑，雜化水凝膠的合成通過一步法就可以完成，大大簡化合成路線，產物純化容易，節約成本，提高效率。

4.雜化水凝膠綜合性能得到提高，藥物負載率增加，緩釋作用增強。

5.載體具有pH控制釋放的特點。

附圖說明

圖1含POSS納米分子的無機/聚合物雜化物的制備反應式

圖2POSS-NH₂及POSS-GMA紅外譜圖。

圖3雜化水凝膠在不同pH值下的溶脹度曲線

圖4水凝膠掃描電鏡圖

圖5雜化水凝膠的熱重分析圖

圖6雜化載藥水凝膠藥物釋放效果圖

具體實施方式

實施例1含雙鍵的籠型聚倍半硅氧烷(POSS-NH₂)的制備：

室溫下將45g去離子水、20ml正丙醇、5ml乙腈、1ml四乙基氫氧化銨加入250ml三口燒瓶中，攪拌使溶液充分混合。然后在劇烈的攪拌下慢慢滴加110gKH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)，10分鐘滴加完畢。將溫度升至50℃。反應24小時后降至室溫。用THF將產物晶析出來得白色固體粉末，再用THF清洗3次抽濾。最后放到100℃的真空箱24小時烘干。

實施例2無機/有機雜化物的制備：