[發明專利]合成聚多巴胺顆粒摻雜的多重響應性自愈合水凝膠的星型聚合物、自愈合水凝膠及制備方法

有效

• 申請號: 201810390320.0
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108912264B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 袁偉忠;王春堯;謝曉云;李舒玥;衛珺堃
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08F220/34
• 分類號: C08F220/34;C08F220/20;C08F8/00;C08G73/06;C08J3/075;C08L33/14;C08L79/04;C08L79/02
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明屬于智能仿生材料，高分子材料，生物醫學工程領域，具體涉及一種合成聚多巴胺顆粒摻雜的多重響應性自愈合水凝膠的星型聚合物、自愈合水凝膠及制備方法。本發明中，先制備出聚多巴胺納米顆粒和星型聚合物SPDMAEMA?AA；再將聚多巴胺納米顆粒、SPDMAEMA?AA與支化聚乙烯亞胺按照比例混合后即可通過SPDMAEMA?AA上的乙酰乙酸根與PEI分子中的氨基形成動態可逆烯胺鍵形成交聯網絡從而得到水凝膠。本發明制備的自愈合水凝膠材料具有良好的近紅外響應性、生物相容性和較高的自愈合效率，在固態創可貼、藥物緩釋、細胞培養和雙層驅動器等領域存在著潛在性應用。

技術領域

本發明屬于智能仿生材料，高分子材料，生物醫學工程領域，具體涉及一種用于合成聚多巴胺顆粒摻雜的多重響應性自愈合水凝膠的星型聚合物、自愈合水凝膠及制備方法。

技術背景

自愈合高分子水凝膠(self-healing polymer hydrogel)具有在材料內部和表面出現裂縫時自行恢復至初始強度和功能的能力，類似于生物組織中細胞的增殖與分化實現生物器官的自愈合修復，自愈合水凝膠通過可逆共價鍵與可逆非共價鍵的斷裂與重連實現材料的自愈合。自愈合賦予了水凝膠多次“生命”，使其在生物傳感器、傷口敷料、形狀記憶材料與生物醫用載體等應用領域大放異彩。(Nasim A.；Su R.S.et al.AdvancedMaterials,2016,28,40–49)

PDMAEMA是一種具有溫度和pH敏感性的高分子。其分子結構單元中同時存在親水性的叔胺基、羰基和疏水性的烷基基團,兩類基團在空間結構上互相匹配。當體系溫度改變時，可造成氫鍵的形成與破壞，使DMAEMA在水中的溶解性隨溫度的升高而降低。當溫度超過某一臨界點即低臨界溶液溫度(LCST)時，聚合物在水溶液中由相對舒展的無規線團狀態轉變為非水溶性顆粒,出現相分離，使溶液產生混濁現象。胺基在不同pH條件下質子化程度不同,導致PDMAEMA出現親水 /親油平衡及相轉變溫度隨pH而改變。有研究表明含PDMAEMA的聚合物乳膠粒或水凝膠同樣具有溫度和pH敏感性，已在生物醫學領域得到應用。(Wei W.；Li J.J. et al.Carbohydrate Polymers,2017,177,275-283.)

海洋貽貝通過分泌蛋白流體形成具有粘附在多重介質上的能力的絲足蛋白，通過仿生學的概念，將具有與海洋貽貝粘附蛋白——3,4-二羥基苯丙氨酸 (3,4-dihydroxyphenylalanine,DOPA)相似結構的聚多巴胺納米顆粒(polydopaminenanoparticle,PDA-NPs)摻雜在水凝膠中同樣具有賦予水凝膠強大的粘附力的能力。有研究表明，PDA-NPs涂層具有修飾材料表面的功能，能顯著提高細胞的粘附性和增殖分化能力，并且具有作為光熱制劑的潛能。將PDA-NPs摻入至水凝膠系統中可以賦予凝膠細胞粘附性和近紅外(Near Infrared Ray,NIR)響應性。(Han L.； Zhang Y.N.et al.ACSAppl.Mater.Interfaces 2016,8,29088-29100.)

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于合成聚多巴胺顆粒摻雜的多重響應性自愈合水凝膠的星型聚合物、自愈合水凝膠及制備方法，所述聚多巴胺顆粒摻雜的多重響應性自愈合水凝膠具有溫度響應性，pH響應性，近紅外響應性。用于該凝膠的星型聚合物結構為本發明首次提出，并首次將聚多巴胺顆粒摻雜入水凝膠當中。