[發明專利]一種基于聚酯納米粒子化學交聯的雜化水凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610274764.9
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105860101B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 吳德成;莊亞平;沈紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L71/08;C08L79/02;C08L67/04;A61K9/51;A61K47/59;A61L27/18;A61L27/20;A61L27/24;A61L27/52;A61K31/4409;A61K31/337
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 關暢,王春霞

技術領域

本發明涉及一種雜化水凝膠及其制備方法與應用，具體涉及一種基于聚酯納米粒子化學交聯的雜化水凝膠及其制備方法與應用。

背景技術

水凝膠具有三維網狀結構、較好的生物相容性以及可調的機械性能等特性，可模擬天然組織，在組織工程領域存在潛在的應用。組織再生過程中的生物活性高度的依賴于水凝膠的3D結構，相互貫穿的多孔結構有利于細胞的生長和遷移，以及營養物質的輸送和廢液的排出，同時，多孔結構也可為細胞的生長提供短暫的空間和支撐。表面特性，例如：粗糙度，形貌以及化學基團等對細胞的粘附存在顯著的影響。因此，為滿足組織生長的需求，需設計一種水凝膠具有可控的孔尺寸，可調的表面特性以及較好的機械性能。

天然和合成的聚酯類材料的可降解性，生物相容性等優點，常用作組織工程材料。但是，聚酯類材料具有較少的活性基團難以滿足化學交聯形成凝膠的條件，因此，需要對聚酯類材料進行表面改性，賦予較多的活性基團。此外，活性基團需具備足夠的鏈長，連接鄰近的納米粒子形成凝膠。因此，需解決活性基團的數量以及鏈長的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于聚酯納米粒子化學交聯的雜化水凝膠及其制備方法，本發明采用氨基處理的方式對納米粒子進行處理，具有如下效果：增加納米粒子的水分散性，賦予納米粒子較多的活性基團，可使納米粒子作為化學交聯點以及納米粒子表面較長的活性基團鏈可連接鄰近的納米粒子形成水凝膠；本發明通過調節納米粒子的固含量和尺寸以及聚合物的濃度，實現對凝膠的孔尺寸、機械強度以及氨基殘留量的調節。本發明水凝膠的納米粒子的殼層或核內載藥可降低藥物的暴釋，延長藥物的釋放時間。

本發明所提供的雜化水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

1)納米粒子的氨解

利用分支狀聚乙烯亞胺對納米粒子進行氨解；

所述納米粒子為空心納米粒子或實心納米粒子；

2)雜化水凝膠的制備

將經步驟1)處理后的所述納米粒子與聚合物混合得混合液，所述混合液經渦旋處理即得所述雜化水凝膠。

上述的制備方法中，所述分支狀聚乙烯亞胺的支化率的大小對氨解效果沒有實質性影響，都能夠達到本發明的技術效果，實現本發明的目的，可根據具體需要進行選擇。

上述的制備方法中，所述納米粒子的粒徑可為50nm～1000nm，具體可為300nm～1000nm、530nm～1000nm、300nm～530nm、300nm、530nm或1000nm；

所述納米粒子為由含酯鍵的生物可降解高分子材料通過常規的方法制備得到；

所述含酯鍵的生物可降解高分子材料選自聚羥基脂肪酸酯、纖維素、聚氨基酸、淀粉、甲殼質、膠原、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸(PLA)、丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)、丙交酯-己內酯共聚物(PLC)、乙交酯-己內酯共聚物(PGC)、乙交酯-丙交酯-己內酯共聚物(PGLC)、乙交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PGA)、丙交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PLA)、己交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PCL)、丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PLGA)、丙交酯-己內酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PLC)和乙交酯-己內酯-聚乙二醇醚共聚物(PEG-b-PGC)中至少一種；

所述含酯鍵的生物可降解高分子材料的分子量可為5,000～200,000，其中聚乙二醇醚嵌段的分子量為200～20,000。

上述的制備方法中，步驟1)中，所述氨解按照如下步驟進行：

將所述納米粒子分散于所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液中得到懸浮液，對所述懸浮液進行處理，即實現對所述納米粒子的氨解。

上述的制備方法中，所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液采用乙醇/水配制得到；

所述乙醇/水為乙醇與水的混合溶劑；

所述乙醇與所述水的體積比為1：1～5；

所述分支狀聚乙烯亞胺的溶液中，所述分支狀聚乙烯亞胺的摩爾濃度可為10～50mM，具體可為50mM；

對所述懸浮液進行超聲處理；

所述超聲處理的功率為20～100W，具體可為100W；

所述超聲處理的時間為10～120min，具體可為30～60min、30mn、40min或60min，以增大表面電勢；

所述懸浮液中，所述納米粒子的質量-體積濃度為2～5mg/mL，具體可為5mg/mL。