[發(fā)明專利]基于逆Diels-Alder反應(yīng)的可快速固化水凝膠、其制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910546581.1
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN112126081B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴仁軍;昝悅;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L5/08;C08L71/02;C08B37/08;C08G65/333;C12N5/00
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發(fā)明提供了一種基于逆Diels?Alder反應(yīng)的可快速固化水凝膠、其制備方法及應(yīng)用。所述制備方法包括：將3?(4?芐基氨基)?1,2,4,5?四嗪修飾到四臂聚乙二醇上，獲得四嗪修飾的四臂聚乙二醇；將透明質(zhì)酸與5?降冰片烯?2?甲胺進行縮合反應(yīng)，獲得降冰片烯修飾的透明質(zhì)酸；將四嗪修飾的四臂聚乙二醇與降冰片烯修飾的透明質(zhì)酸進行逆Diels?Alder反應(yīng)，獲得可快速固化的水凝膠。本發(fā)明基于逆Diels?Alder反應(yīng)獲得的可快速固化水凝膠的固化時間短、生物相容性好、毒性低、可給細胞提供三維生存環(huán)境，提高干細胞在三維支架上的粘附和增殖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可快速固化水凝膠，具體涉及一種三維培養(yǎng)干細胞用的基于逆Diels-Alder反應(yīng)的可快速固化水凝膠、其制備方法及應(yīng)用，屬于組織工程材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，組織工程已成為修復(fù)損傷組織的一種重要手段。組織工程是應(yīng)用生命科學(xué)與工程學(xué)的原理與技術(shù)，在正確認識哺乳動物的正常及病理兩種狀態(tài)下的組織結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)用于修復(fù)、維護、促進人體各種組織或器官損傷后的功能和形態(tài)的生物替代物的一門新興學(xué)科。組織工程學(xué)包括三個基本要素：細胞、支架材料和信號因子。其中，支架材料是熱點和難點。

目前較常用的支架材料是水凝膠。水凝膠制備方式可以分為物理方式和化學(xué)方式，所形成的的水凝膠是物理水凝膠和化學(xué)水凝膠。

物理方式是指水凝膠的前體聚合物通過各種物理相互作用例如氫鍵、范德華力、主客體作用、疏水相互作用等瞬時交聯(lián)形成物理水凝膠。通過物理方式形成的水凝膠，雖然在成膠過程中不需要光照射，也不會使用有機溶劑或交聯(lián)劑等，但此方式形成的水凝膠存在交聯(lián)度低、穩(wěn)定性差以及低的機械強度等缺點。化學(xué)水凝膠是通過化學(xué)反應(yīng)在分子間形成共價鍵構(gòu)建。通過此方式所制備的水凝膠具有穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但傳統(tǒng)的化學(xué)方式在反映過程中會引入化學(xué)交聯(lián)劑等，這可能會對細胞有一定的損害。因此，尋找生物相容性好、反應(yīng)速率快以及穩(wěn)定性好的方式制備水凝膠尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于逆Diels-Alder反應(yīng)的可快速固化水凝膠的制備及應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種基于聚乙二醇的聚合物，所述聚合物為式(3)所示結(jié)構(gòu)的聚合物；

其中，HA為透明質(zhì)酸，其中m為大于或等于2的自然數(shù)。

優(yōu)選的技術(shù)方案中，其中HA的聚合度n為大于或等于2的自然數(shù)，優(yōu)選的，n取值為107～196。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種水凝膠組合物，包括聚合物基質(zhì)和水，所述聚合物基質(zhì)為前述的聚合物。

優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述水凝膠組合物具有孔洞的多孔結(jié)構(gòu)，其中所含孔洞的孔徑為300～400μm。

優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述水凝膠組合物的機械強度在5000Pa～6000Pa。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種可快速固化水凝膠的制備方法，所述方法包括以下步驟：

1)使3-(4-芐基氨基)-1,2,4,5-四嗪與四臂聚乙二醇發(fā)生反應(yīng)，獲得式(1)所示的四嗪修飾的四臂聚乙二醇，

其中，m為大于等于2的自然數(shù)；

2)使5-降冰片烯-2-甲胺與透明質(zhì)酸發(fā)生反應(yīng)，獲得式(2)所示降冰片烯修飾的透明質(zhì)酸；

其中，n為大于等于2的自然數(shù)；

3)四嗪修飾的四臂聚乙二醇與降冰片烯修飾的透明質(zhì)酸進行逆Diels-Alder反應(yīng)獲得可快速固化水凝膠。