[發(fā)明專利]一種基于PHEMA的高韌性水凝膠及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110084510.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112940173B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇;王義;趙麗娟;吳錦榮;伍俊良;易龍飛;宋永嬌;歐陽(yáng)宏妍;羅星琪;謝袁杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)華西醫(yī)院;四川師范大學(xué);四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F220/20
• 分類號(hào): C08F220/20;C08F222/06;C08F2/48;A61L26/00;A61L27/16;A61L27/52
• 代理公司: 成都高遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發(fā)明提供了一種基于PHEMA的高韌性水凝膠及其制備方法和應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。所述水凝膠的結(jié)構(gòu)如式I所示，其中，x為100?200；y為50?100；z為200?300。本發(fā)明使用甲基丙烯酸羥乙酯與馬來(lái)酸酐共聚，得到具有均勻的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和氫鍵作用的水凝膠。該水凝膠具有較高的斷裂韌性，可滿足作為乳房等替代材料的要求；同時(shí)擁有較低的彈性模量，有利于誘導(dǎo)干細(xì)胞成脂肪分化；此外，該水凝膠生物相容性良好，對(duì)乳房相關(guān)細(xì)胞有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。優(yōu)良的力學(xué)性能和生物相容性，以及可促進(jìn)乳房相關(guān)細(xì)胞生長(zhǎng)使該水凝膠可以克服現(xiàn)有乳房等替代材料的缺陷，制備性能更加優(yōu)良的乳房替代材料，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PHEMA的高韌性水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

乳房切除或萎縮使女性喪失形體美感，并可導(dǎo)致一系列的心理學(xué)和社會(huì)性反應(yīng)。而組織工程的發(fā)展，使乳房再生修復(fù)成為可能。聚合物水凝膠由于具有與人體相近的含水量，在人體組織和器官替代材料方面具有廣闊的應(yīng)用前景，也成為一種有潛力的乳房替代材料。

為了保證水凝膠用作人體組織和器官替代材料，要求水凝膠足夠堅(jiān)韌，以支撐來(lái)自周圍組織的機(jī)械負(fù)荷。近年來(lái)，具有高韌性的各類水凝膠被開(kāi)發(fā)出來(lái)，但是大部分水凝膠對(duì)人體的生物相容性差且存在潛在的危害，無(wú)法直接用于人體。如聚丙烯酰胺水凝膠以前被認(rèn)為是很好的乳房填充材料，但是隨著進(jìn)入人體使用，其生物相容性差的弊端突顯，如引起乳房發(fā)炎、感染，乳房變型等，造成許多嚴(yán)重的后遺癥，如乳頭改變、乳房有腫塊、硬結(jié)或血腫，出現(xiàn)氣胸、痙攣等癥狀，甚至影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、造成內(nèi)分泌的紊亂，還有致癌的危險(xiǎn)。

聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)水凝膠是一種生物相容性良好的生物材料，經(jīng)過(guò)研究表明其可以用于人體，無(wú)毒副作用。如PHEMA水凝膠可為隱形眼鏡的材料使用。然而，PHEMA水凝膠韌性較差，難以滿足其作為人體其他組織或器官(如乳房)替代材料的要求。

同時(shí)，隨著不斷研究，雖然已有可以滿足乳房填充物力學(xué)性能的高韌性水凝膠，然而誘導(dǎo)干細(xì)胞成脂肪分化需要低模量的生長(zhǎng)環(huán)境。低模量與高韌性難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)，因此具有組織再生誘導(dǎo)能力的高韌性水凝膠仍然是研究空白。水凝膠的高韌性與低模量是一對(duì)難以調(diào)和的矛盾。目前的研究中，缺乏解決此矛盾之良方。即使是已開(kāi)發(fā)的高韌性水凝膠，均尚不具備組織誘導(dǎo)再生能力。

因此，亟需從材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，提出新的設(shè)計(jì)原理，制備出適用于乳房再造修復(fù)的水凝膠材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過(guò)甲基丙烯酸羥乙酯?(HEMA)和馬來(lái)酸酐(MA)共聚制備得到的具有高韌性，并兼具低模量，生物相容性良好，可促進(jìn)乳房相關(guān)細(xì)胞生長(zhǎng)的水凝膠，該水凝膠可作為乳房替代材料。

本發(fā)明提供了一種基于PHEMA的高韌性水凝膠，所述水凝膠的結(jié)構(gòu)如式I所示：

其中，

x為100-200；y為50-100；z為200-300。

進(jìn)一步地，所述水凝膠由甲基丙烯酸羥乙酯和含有C＝C不飽和鍵的酸或酸酐為原料制備而成；其中，所述甲基丙烯酸羥乙酯和含有C＝C不飽和鍵的酸或酸酐的摩爾比為8：(1～8)。

進(jìn)一步地，所述甲基丙烯酸羥乙酯和含有C＝C不飽和鍵的酸或酸酐的摩爾比為8：(4～8)。

進(jìn)一步地，所述的含有C＝C不飽和鍵的酸或酸酐為馬來(lái)酸酐。

進(jìn)一步地，所述水凝膠的初始彈性低模量不高于200kPa，斷裂韌性不低于0.1MJ/m³。

本發(fā)明水凝膠由甲基丙烯酸羥乙酯和含有C＝C不飽和鍵的酸或酸酐共聚而得。