[發明專利]一種基于胞嘧啶核苷的超分子水凝膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610967451.1
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106589408B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 裴昊;唐倩;瞿祥猛;李麗;齊林
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08G83/00;B33Y70/00;A61K9/06;A61K47/34;A61L27/18;A61L27/52;A61L27/50;C08L87/00
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

本發明公開了一種超分子水凝膠及其制備方法，所述方法包括：配制同樣濃度的胞嘧啶核苷、硝酸銀和硼酸溶液，在室溫下按一定體積比將上述三種溶液混合，迅速充分振蕩使之混合均勻，靜置數秒后即得到所述超分子水凝膠。所述方法簡單、高效；制備的超分子水凝膠其水分含量可達98.3％，可長時間維持一定的形態不溶脹、不縮塌，具有極好的殺菌效果和生物相容性，可以作為促進傷口愈合的敷料，在藥物緩釋、組織工程、3D打印等領域都具有廣泛的應用價值。

技術領域

本發明屬于生物醫學和藥學領域，涉及一種超分子水凝膠及其制備方法和應用。

背景技術

水凝膠是將水溶性化合物通過化學鍵、物理交纏等方式交聯在一起并以水為分散介質形成的三維網絡。由于其既具有很高的水分含量，又具有多孔的三維結構，能夠維持一定的形態不溶脹不縮塌，水凝膠不僅廣泛應用于食品和日用化學品領域，而且作為生物材料已經逐步應用于生物分析檢測、藥物控釋系統、癌癥治療、組織工程等生物醫學和藥學領域。

超分子化學是關于分子間作用力和分子組裝體的化學，這個概念首先由J.M.Lehn于20世紀70年代提出，超分子化學發展到今天，已經成為一門與生物、物理、材料等學科相互交叉的前沿學科。自組裝是指包括有機、無機、生物大分子、粒子、離子等在內的基本單元在一定條件下自發地形成有序結構的過程。超分子自組裝體通過分級生長形成多級結構是自然界中普遍存在的現象，比如DNA分子的雙螺旋結構等。

近年來，依靠結構單元間高度取向的非共價作用力形成超分子聚合物得到廣泛關注。在溶液中，單體單元之間通過非共價鍵相互作用，形成三維網絡結構并將水包裹形成超分子水凝膠。相對于普通凝膠，超分子凝膠具有以下優勢。(1)生物相容性好；(2)相較于通過共價鍵交聯的水凝膠，超分子水凝膠更容易降解；(3)由于它的多孔結構，可將功能分子直接包埋其中，故超分子水凝膠在藥物緩釋、組織工程、催化劑等領域具有很高的應用價值。

文獻中報道的超分子水凝膠的單體多為具有復雜結構的氨基酸、糖類等的衍生物，且合成方法繁瑣、復雜。另外，核苷在某些金屬離子存在的情況下會發生錯配，例如G-K⁺-G、C-Ag⁺-C、T-Hg²⁺-T等。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于胞嘧啶核苷的超分子水凝膠及其制備方法，所述方法簡單、高效，價格低廉，制備的超分子水凝膠水分含量高。

本發明以胞嘧啶核苷、硼酸和硝酸銀為原料、通過硼酸二酯鍵和銀離子與核苷堿基之間的金屬配位鍵共同交聯，獲得無色、高透光性的水凝膠，其具有觸變性，同時兼具良好的抗菌性能和促進創傷愈合的能力。

本發明提出的超分子水凝膠，通過銀離子與胞嘧啶核苷堿基之間形成的配位鍵，以及硼酸與胞嘧啶核苷五碳糖上的羥基形成的硼酸二酯鍵共同交聯而成，包括以下組分：

胞嘧啶核苷為10-100mM；硼酸為5-50mM；硝酸銀為5-50mM。

為了使水凝膠清澈透明，硝酸銀的摩爾濃度優選為10mM。

本發明中，所述超分子水凝膠水分含量可達98.3％，長時間維持一定的形態不溶脹、不縮塌，并且，所述超分子水凝膠具有極好的殺菌效果和生物相容性。

該超分子水凝膠通過胞苷與銀離子之間的配位鍵以及硼酸與胞苷之間的硼酸二酯鍵的共同作用下形成。由于胞苷與銀離子之間的配位鍵的作用力相對于化學鍵較弱，因此凝膠相較于普通的高分子凝膠在宏觀上具有觸變——即當給予該水凝膠一定的壓力時，該凝膠會由凝膠態轉變為溶液態，當壓力消失后，該凝膠又由溶液態回到初始的凝膠態。由于這種觸變性，該凝膠可以通過針筒等注射出來，從而用作3D打印的“墨水”，這是普通的高分子凝膠所不具備的。

本發明還提出了一種超分子水凝膠的制備方法，包括以下步驟：