[發明專利]一種復合交聯劑智能水凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310365441.7
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103435761A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 呂滿庚;李朝霞
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F220/54;C08G65/48;C08G63/91;A61K47/34
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;張燕玲

技術領域

本發明屬于智能高分子水凝膠制備領域，特別涉及一種復合交聯劑智能水凝膠及其制備方法與應用。

背景技術

智能材料是具有感知功能即信號感受功能（傳感器的功能），同時自身能夠作出結論（情報信息處理功能）的功能材料。因其對外界環境敏感并能做出相應反應的智能行為，智能材料日益受到各方面的關注。

智能高分子水凝膠是具有代表性的一類智能高分子材料，具有傳統凝膠的三維網狀結構，能夠對與環境微小的物理化學刺激，如溫度、電場、磁場、光、pH、離子強度、壓力等進行感知、處理并可做功來響應外界環境刺激。由于智能高分子水凝膠能夠對外界刺激產生應答，這使得它在許多領域得到應用，如開關器件、傳感器、細胞培養與分離，物料萃取、酶的固定化、藥物的控制釋放和靶向釋放等。

溫度敏感水凝膠是指其物理性能比如體積、相態、溶解性、濁度、親疏水性等能夠隨溫度變化而發生明顯改變的高分子水凝膠。此類凝膠研究最多的是聚(N-異丙基丙烯酰胺)（PNIPAAm）。

聚乙二醇（PEG）無毒、無刺激性，具有良好的水溶性，并與許多有機物組份有良好的相溶性。它們具有優良的保濕性、分散性、生物相容性等，在化妝品、制藥、及食品加工等行業中均有著極為廣泛的應用。聚己內酯二元醇（PCL）是一種典型的可生物降解的熱塑性材料，在生物體內可自行降解為二氧化碳和水，同時具有良好的生物相容性，被廣泛應用于生物醫學領域。近年來，有關以PEG、PCL為原料制備水凝膠的研究也屢見不鮮。專利CN102718991A公開了一種利用聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）的雙鍵與巰基化天然聚合物上的巰基發生Michael加成反應，同時以聚乙二醇與聚己內酯（PEG-PCL-PEG）的三嵌段共聚物的納米粒子為增強劑而形成的水凝膠，此類水凝膠具有較高的力學強度，為生物相容性良好且可注射水凝膠和可降解水凝膠，凝膠速率較快。專利CN101837006A公開了聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯（PCL-PEG-PCL）三嵌段共聚物在制備醫用防粘連材料中的用途，該共聚物可溶于水形成溶液，達到一定濃度后能形成凝膠。經實驗表明，PCL-PEG-PCL嵌段共聚物水凝膠能有效地防止術后粘連。專利CN102432774A公開了一種以聚己內酯大分子為交聯劑，聚乙二醇單甲醚大分子單體和N-異丙基丙烯酰共聚合成溫敏水凝膠的方法。

然而雖然在智能型大分子和大分子水凝膠的合成和應用方面人們已經做了大量工作，但與之相應的許多物理和工程問題還遠未解決，大多數凝膠材料響應時間仍然太長，凝膠的力學性能也有待進一步提高，生物相容性也有待進一步改善。引入聚乙二醇有望提高PNIPAAm水凝膠的響應速度，聚己內酯有望提高水凝膠的機械強度，二者都能改善水凝膠的生物相容性。

發明內容

為克服上述現有技術的缺點和不足，本發明的首要目的在于提供一種復合交聯劑智能水凝膠的制備方法。具體地說，是一種以聚乙二醇雙丙烯酸酯和聚己內酯雙丙烯酸酯做復合交聯劑合成N-異丙基丙烯酰胺溫敏性智能水凝膠的方法。

本發明的另一目的在于提供上述方法制備獲得的復合交聯劑智能水凝膠。該復合交聯劑智能水凝膠機械強度高、生物相容性好，且具有溫敏性。

本發明的再一目的在于提供上述復合交聯劑智能水凝膠的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種復合交聯劑智能水凝膠的制備方法，通過下述步驟合成：

取聚乙二醇雙丙烯酸酯（PEGDAc）0.0208～0.0510g、聚己內酯雙丙烯酸酯（PCLDAc）0.0199～0.0505g、N-異丙基丙烯酰胺（NIPAAm）0.1998～0.4016g溶于2～3ml1,4-二氧六環中，超聲15分鐘均勻混合后加入6mg偶氮二異丁氰（AIBN），充分混合后，60～80℃絕氧條件下反應24～72h，擊碎反應器，凝膠置入蒸餾水中浸泡4天，每天換水，去除未反應粒子即得復合交聯劑智能水凝膠。

所述的聚乙二醇雙丙烯酸酯（PEGDAc）為式I所示的化合物，其中m為40～134；

式I；