[發明專利]一種pH敏感聚氨酯水凝膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910745103.3
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110483731B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 侯昭升;滕金偉;鄒超
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: C08G18/73
• 分類號: C08G18/73;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/10;C08J3/075;C08J3/24;C08J3/28;A61K47/34;A61K9/06;A61P31/04;A61P31/10;A61P29/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明涉及一種pH敏感聚氨酯及其制備方法和應用，pH敏感聚氨酯，如式Ⅰ所示結構，其中R為中一種，m＝2?4，n₁＝20?90，n₂＝20?90，x₁＝1×10⁴～1×10⁶,x₂＝1×10⁴～1×10⁶。N,N’?二羥乙基哌嗪在催化劑下與二異氰酸酯反應得到雙端異氰酸基聚氨酯預聚物，然后加入單烯丙基聚乙二醇繼續反應得到，聚氨酯制備得到的載藥體的主鏈上含有多個pH值敏感基團，隨著介質pH值的變化，其膨脹程度呈現高pH敏感性，突變范圍小于0.3個pH值，并可以進行調節。同時，該水凝膠強度較高，對藥物的緩釋時間較長，可達1?3周。

技術領域

本發明屬于高分子材料制備技術領域，具體涉及一種pH敏感聚氨酯水凝膠及其制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

水凝膠能夠包含水但不溶于水且與水不發生反應，但能夠在水溶液中發生形變的三維網狀的高分子聚合物。其中一類水凝膠能夠隨著周圍環境的變化，例如溫度、pH 值、磁場、電場、壓力、滲透壓、光強度等變化，通過自身體積的膨脹或收縮來做出響應的這類水凝膠稱為智能型水凝膠。根據外界影響因素，可以將智能水凝膠分為智能溫敏水凝膠、智能光敏水凝膠、智能pH敏水凝膠與智能電敏水凝膠等。

由于pH的變化很容易通過人工作用來實現，因此pH敏感型水凝膠是最重要、研究最廣泛的智能型水凝膠之一。該類水凝膠通常含有易離子化或者易水解的酸性基團或堿性基團，能夠隨著外界環境pH值的變化來釋放或結合質子從而形成靜電排斥來發生體積、溶脹度等變化。根據水凝膠中的官能團種類的不同又可將pH敏感型水凝膠分為陰離子型、陽離子型和兩性離子型。Kahraman將非離子型單體乙烯基吡咯烷酮與陰離子型單體丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚，甲叉雙丙烯酰胺作為交聯劑，利用羧酸根離子與二階銅離子的絡合作用，制備了能夠吸附重金屬離子的具有pH 響應性的陰離子型水凝膠，然而由于采用化學交聯劑，會導致凝膠網絡大小不一，在溶脹-收縮過程中很難保持網絡的規整性。Li Zhiqiang等在N-異丙基丙烯酰胺與丙基三甲氧基硅烷功能化的石墨烯共聚過程中加入天然高分子海藻酸鈉，制備了pH、溫度雙重響應性的水凝膠，具有良好的力學強度和pH響應性，但海藻酸鈉是以共混方式加入體系中，在反復的溶脹-退脹過程中海藻酸鈉會逐步擴散到外界環境中，導致其pH響應性逐漸減弱直到消失，不具有循環使用性。

專利CN201310485548.5公開了采用水洗、酸洗凹凸棒土，進而利用單寧酸改性凹凸棒土，最后再與丙烯酸水凝膠進行復合制備得到pH敏感水凝膠，其pH敏感性能體現為pH值影響水凝膠對重金屬離子的吸附，可用于含重金屬污水的處理。

專利CN105801809A公開了“一種雙重敏感型聚氨酯水凝膠的制備方法”，該制備方法是通過聚乙二醇、脂肪族二異氰酸酯制備聚氨酯預聚物，再加入擴鏈劑引入pH 敏感基團，最后再加入交聯劑交聯形成水凝膠。該聚氨酯水凝膠在藥物緩釋載體中有良好的應用，但是由于采用了交聯劑，反應進程不易控制會導致凝膠網絡大小不一，受力時易造成適應力集中，在溶脹收縮過程中很難保持網狀的的規整性，在某種程度上降低了水凝膠的力學強度。

專利CN101701051A公開了一種具有pH和溫度敏感性的水凝膠，由羥丙基纖維素與丙烯酸或丙烯酰氯合成丙烯酸纖維素酯，丙烯酸纖維素酯與丙烯酸單體共聚合成，本發明的水凝膠體系以可降解的HPC為溫敏性鏈段，以聚丙烯酸為pH敏感性鏈段，所以具有溫度與pH雙敏感性，并具有降解性與良好的生物相容性。其pH敏感性能體現為水凝膠在堿性介質中具有較大的膨脹率，但在中性或酸性介質中基本不膨脹。

發明人發現，以前的水凝膠均存在突變范圍寬，對介質pH敏感度不夠靈敏，并且突變范圍不易控制的缺點。

發明內容