[發明專利]一種通過自催化合成的自修復水凝膠及其凝膠前體的制備方法和水凝膠的合成方法

有效

• 申請號: 202010004069.7
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111138669B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 高利龍;焦彩彩
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08J3/075;C12N15/87;C08L87/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 臧冰

本發明涉及水凝膠制備技術領域，特別涉及一種通過自催化合成的自修復水凝膠及其凝膠前體的制備方法和水凝膠的合成方法。以聚乙二醇二氰乙酸酯和多胺基聚醛為前體，通過聚乙二醇二氰乙酸酯提供的活性亞甲基與多胺基聚醛提供的醛基和催化劑三級胺，通過Knoevenagel縮合反應原位形成自修復水凝膠。由于凝膠前體提供了三級胺作為Knoevenagel縮合反應的催化劑，該水凝膠的制備不需要額外添加催化劑或紫外光照，具有自催化的特性，能極大地提高水凝膠的生物相容性，由于無需額外添加催化劑，在自催化的環境下由動態C＝C鍵交聯而成，因而所得水凝膠具有良好的自修復能力，在受到外界損傷后能夠快速自我愈合。

技術領域

本發明涉及水凝膠制備技術領域，特別涉及一種通過自催化合成的自修復水凝膠及其凝膠前體的制備方法和水凝膠的合成方法。

背景技術

水凝膠是一類具有三維網絡結構的交聯聚合物，其具有大量親水基團或結構域。這些網絡對水具有高親和力，具有類似細胞外基質的許多特征，近年來，由于其良好的生物相容性已被廣泛研究并應用于各種生物醫學應用(組織工程，藥物輸送，傷口愈合，細胞培養等)、柔性電子學、仿生學。

原位成型水凝膠在溶膠狀態表現為低粘度，可以填充任何形狀的缺陷，允許均勻摻入治療分子和/或細胞而無需外科手術，引起人們的極大關注。CN201210395047.3公開了一種利用巰基和雙鍵的點擊反應制備原位成型水凝膠；CN201810219085.0公開了一種利用紫外光照射制備的原位成型水凝膠。然而，現有的原位成型水凝膠體系大都需要紫外光照射或添加催化劑，這一定程度上降低了凝膠的生物相容性。因而開發具有自催化能力的凝膠前體用于原位成型水凝膠的制備具有重要的意義。

生物體組織具有受到損傷后自愈合的能力。制備具有類生物自修復能力的水凝膠成為了目前水凝膠研究的重要方向。CN201710052876.4公開了一種利用酰肼和醛的席夫堿反應制備自修復水凝膠的方法，但席夫堿在堿性下是穩定的，其自修復性能受到pH影響，該專利是基于酰肼鍵的一種水凝膠體系。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術中原位成型水凝膠需要添加催化劑或紫外光照，合成一種自催化水凝膠前體，從而提供一種生物相容性良好的原位成型水凝膠，同時這種水凝膠在受到破壞后具有自我愈合自修復的能力的通過自催化合成的自修復水凝膠及其凝膠前體的制備方法和水凝膠的合成方法。

本發明為實現上述目的采用的技術方案是：一種通過自催化合成的自修復水凝膠，以聚乙二醇二氰乙酸酯和多胺基聚醛為前體，通過聚乙二醇二氰乙酸酯提供的活性亞甲基與多胺基聚醛提供的醛基和催化劑三級胺，通過Knoevenagel縮合反應原位形成自修復水凝膠。

本發明還包括一種制備上述的通過自催化合成的自修復水凝膠的凝膠前體制備方法，包括下述步驟：

(一)、聚乙二醇二氰乙酸酯的制備：

將氰乙酸和雙羥基聚乙二醇溶于甲苯中，合成聚乙二醇二氰乙酸酯，命名為PEGDCA；

(二)、多胺基聚醛的制備：

(1)、將香草醛和丙烯酰氯溶于無水二氯甲烷中，合成丙烯酸香草醛酯，命名為VA；

(2)、將上述步驟(1)制備得到的丙烯酸香草醛酯，N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺溶于N,N-二甲基甲酰胺中，合成多胺基聚醛；

進一步的，所述步驟(一)中，

將雙羥基聚乙二醇和氰乙酸溶于甲苯中后，加入2-3滴濃硫酸，在95℃-105℃回流20-28h，得到淡黃色液體；