[發(fā)明專利]基于超支化聚合物的水凝膠及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710156179.3
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN108623729A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文新;郭琳茹
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: C08F122/20
• 分類號: C08F122/20;C08F2/48;C08J3/075;A61L15/24;A61L15/42;A61L15/64;A61L24/06;A61L24/00
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發(fā)明公開基于超支化聚合物的水凝膠及其應(yīng)用，將利用逆向增強原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法得到的超支化聚乙二醇二丙烯酸酯作為前驅(qū)體，以2,2?二甲氧基?苯基苯乙酮為紫外光引發(fā)劑，水為溶劑，在紫外燈照射下引發(fā)前驅(qū)體中碳碳雙鍵進行交聯(lián)為水凝膠材料。超支化聚合物以聚乙二醇二丙烯酸酯為單體進行均聚，利用逆向增強原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法聚合聚乙二醇二丙烯酸酯，在反應(yīng)的初始階段，聚合物體系中主要存在的單體與引發(fā)劑的單加成物及低聚物，隨著反應(yīng)的進行，聚合物分布逐漸變寬。制備的水凝膠材料具有較高的儲存模量、較強的組織粘附能力、易降解及良好的生物相容性，有望作為新型材料而用于創(chuàng)傷敷料、組織粘合劑及生物工程中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，主要涉及基于超支化聚合物的水凝膠及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

創(chuàng)傷敷料是治療急性和慢性創(chuàng)傷的主要方式。近幾十年中，根據(jù)不同的創(chuàng)傷情況研究發(fā)明了多種特殊的創(chuàng)傷敷料。其中作為新型創(chuàng)傷敷料中的一種，水凝膠創(chuàng)傷敷料因表面光滑、生物相容性好、與不平整創(chuàng)面結(jié)合緊密、促進了上皮細胞生長等優(yōu)點而得到了廣泛使用。但目前廣泛使用的合成水凝膠敷料普遍存在著傷口組織粘合能力差、力學性能與傷口組織不匹配以及生物毒性較大等問題。研究發(fā)現(xiàn)，通過控制合成水凝膠的所用聚合物的成分、結(jié)構(gòu)、聚合度等可實現(xiàn)改善合成水凝膠創(chuàng)傷敷料的性能。在控制聚合物結(jié)構(gòu)與性能方面，多乙烯基單體由于其方便易得、且其具有多重反應(yīng)位點而備受關(guān)注。特別是多乙烯基單體衍生的聚合物具有大量的未反應(yīng)乙烯基團，可進一步改性獲得預(yù)設(shè)官能團、優(yōu)化生物相容性及生物粘附性等，為其在水凝膠敷料的應(yīng)用提供了可能。

但多烯烴單體的聚合一直是高分子領(lǐng)域面臨的的一大挑戰(zhàn)，早在70多年前，著名的Flory-Stockmayer理論(F-S理論)預(yù)測：多乙烯基單體的聚合會在極低的單體轉(zhuǎn)化率(<10％)下達到凝膠點形成凝膠，且該理論已被廣泛的實驗證實。但由于多乙烯基單體的多反應(yīng)位點，控制多乙烯基單體的聚合過程不僅可延遲凝膠點，甚至可得到新穎復(fù)雜結(jié)構(gòu)的聚合物。多乙烯基單體合成的聚合物具有特殊的環(huán)化結(jié)構(gòu)且較高含量的乙烯基而使得其經(jīng)改性后可得到廣泛應(yīng)用。而目前關(guān)于多乙烯基單體均聚制備水凝膠材料的報道仍較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于超支化聚合物的水凝膠及其應(yīng)用，通過逆向增強原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法(in situ DE-ATRP)均聚聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA₇₀₀)合成了超支化聚合物poly(PEGDA₇₀₀)_HP,并將其水溶液制備成水凝膠創(chuàng)傷敷料。制備的水凝膠材料具有較高的儲存模量G'、較強的組織粘附能力、易降解及良好的生物相容性，有望作為新型材料而用于創(chuàng)傷敷料、組織粘合劑及生物工程中。

本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

超支化聚合物，以聚乙二醇二丙烯酸酯為單體進行均聚，利用逆向增強原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法聚合聚乙二醇二丙烯酸酯，在反應(yīng)的初始階段，聚合物體系中主要存在的單體與引發(fā)劑的單加成物及低聚物，隨著反應(yīng)的進行，聚合物分布逐漸變寬，此時發(fā)生的主要是低分子量寡聚物的交聯(lián)反應(yīng)，由于此時絕大部分的單體已被耗盡，所以更易發(fā)生分子間的支化反應(yīng)而非線性增長，最終得到具有高支化度的超支化聚合物。

聚乙二醇二丙烯酸酯的數(shù)均分子量為700。

超支化聚合物的重均分子量為10KDa—40KDa，PDI為1.65-4.13。

超支化聚合物的乙烯基含量為28—35％。

超支化聚合物的支化度為66—72％。

超支化聚合物的馬克-霍溫克公式常數(shù)為0.36—0.4。

超支化聚合物結(jié)構(gòu)致密，呈現(xiàn)出類似于直徑為5.367±1.2nm的球形結(jié)構(gòu)。