[發(fā)明專利]一種溫敏性聚合物及其制備方法以及溫敏性水凝膠

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110318629.0
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113045752A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝建原;葛煒;祝紅玉;劉鈺;葉友全
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: C08G69/40
• 分類號: C08G69/40;C08J3/075;C08L77/04
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種溫敏性聚合物及其制備方法，溫敏性聚合物為由端氨基化的聚乙二醇引發(fā)氧芐基蘇氨酸?N?羧基環(huán)內(nèi)酸酐、纈氨酸?N?羧基環(huán)內(nèi)酸酐開環(huán)聚合所得的三嵌段聚合物或三元無規(guī)共聚物；其中，聚乙二醇鏈段含量為45～55wt％，聚氧芐基蘇氨酸鏈段含量為33～37wt％，聚纈氨酸鏈段含量為12～18wt％。本發(fā)明在聚氨基酸類聚合物中引入氧芐基蘇氨酸，解決了含強極性酰胺鍵鏈段聚合物在常見有機相中難溶的問題，所得聚合物在保留類似聚醚?聚多肽溫敏響應(yīng)性的同時，更便于在各類有機溶劑中二次加工或改性，具有可觀的醫(yī)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可降解生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種溫敏性聚合物及其制備方法，以及利用該溫敏性聚合物制備的溫敏性水凝膠。

背景技術(shù)

水凝膠是一類超親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠，能在水中迅速溶脹但是卻不溶于水，既具有類似于固體的機械性能，又有類似于液體的交換和傳輸性能。由于組成結(jié)構(gòu)的親水性，結(jié)構(gòu)空隙中能吸收并且存儲大量的水分，使得水凝膠與生物組織具有很高的相似性，允許某些特定的分子，如鹽離子、生長因子、蛋白質(zhì)和生物活性藥物等通過。這些性質(zhì)使得水凝膠有望用于組織工程、創(chuàng)傷修復(fù)、藥物緩釋和細(xì)胞載體等方面，而生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用也意味著對水凝膠材料本身的生物相容性、毒副性以及體內(nèi)降解物可代謝性有了更高的要求。

氨基酸類聚合物因其良好的生物相容性及可降解性，正逐漸成為重要的生物醫(yī)用材料，其特點在于：由不同種類的氨基酸可制備一系列嵌段、無規(guī)、接枝以及環(huán)狀聚合物。根據(jù)氨基酸種類的不同，在側(cè)鏈可以引入藥物或者其他官能團，從而修飾聚合物性質(zhì)；可通過控制氨基酸序列和組成，讓聚合物形成與天然大分子相似的復(fù)雜有序的結(jié)構(gòu)。其降解產(chǎn)物為小分子氨基酸，有望用于藥物緩釋領(lǐng)域；根據(jù)側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的不同，氨基酸類聚合物可自發(fā)形成穩(wěn)定的二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)及四級結(jié)構(gòu)，這些人造結(jié)構(gòu)與天然結(jié)構(gòu)類似，具有很好的應(yīng)用前景。

為獲取氨基酸類聚合物的水凝膠材料，可通過聚乙二醇與聚氨基酸共聚的方式。這種改性方式可顯著改善多肽的水溶性，使得所得的共聚合物在保留了傳統(tǒng)聚氨基酸的生物相容性、低毒性等特點的同時，又具備了良好的溶解性和降解性。由此制備的多肽水凝膠是一類具有充足的含水量、從納米級到微米級的多孔結(jié)構(gòu)以及適用于細(xì)胞基質(zhì)等特點，可用于軟組織修復(fù)以及骨骼工程的材料。

目前大多數(shù)溫敏水凝膠材料的成膠濃度需達(dá)到15％～20％，在作為醫(yī)用植入材料不僅容易因組織液等稀釋而造成溶解，也容易因引入過多的外來材料而造成眼部并發(fā)癥，因此，設(shè)計具有較低成膠濃度的高分子材料將更具優(yōu)勢。當(dāng)水凝膠用于玻璃體內(nèi)注射給藥或作為人工玻璃體時，對水凝膠的透明度有較高要求，而目前絕大多數(shù)溫敏水凝膠(如PU、PLA等)在成膠后會變得不透明。

與傳統(tǒng)的聚酯溫敏水凝膠相比，多肽溫敏水凝膠具有與人體組織類似的組分和結(jié)構(gòu)，在生物相容性和與細(xì)胞之間的相互作用上要優(yōu)于前者，而多肽鏈段的多種形式的二級結(jié)構(gòu)和氨基酸種類的多樣性，則為構(gòu)建復(fù)雜的、具有多重響應(yīng)和多層次結(jié)構(gòu)的智能性凝膠體系提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在聚氨基酸類聚合物中引入氧芐基蘇氨酸，解決了含強極性酰胺鍵鏈段聚合物在常見有機相中難溶的問題，所得聚合物在保留類似聚醚-聚多肽溫敏響應(yīng)性的同時，更便于在各類有機溶劑中二次加工或改性的溫敏性聚合物及其制備方法，以及利用該溫敏性聚合物制備的溫敏性水凝膠。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種溫敏性聚合物，為由端氨基化的聚乙二醇引發(fā)氧芐基蘇氨酸-N-羧基環(huán)內(nèi)酸酐、纈氨酸-N-羧基環(huán)內(nèi)酸酐開環(huán)聚合所得的三嵌段聚合物或三元無規(guī)共聚物；其中，聚乙二醇鏈段含量為45～55wt％，聚氧芐基蘇氨酸鏈段含量為33～37wt％，聚纈氨酸鏈段含量為12～18wt％。

進一步地，所述溫敏性聚合物為線型聚合物；所述聚乙二醇鏈段分子量為1000～2000，其端頭為單甲醚基；所述聚氧芐基蘇氨酸鏈段每個鏈節(jié)單元都具有一個與氧原子相連的芐基側(cè)鏈。