[发明专利]一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水凝胶领域，特别涉及一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸 水凝胶及其制备方法。

背景技术

智能型高分子水凝胶是指当外界环境，如温度、pH值、溶液离子 强度或电场强度发生变化时，能做出物理响应或化学响应，进而其形 状、体积或吸水性能等发生巨大变化的一类聚合物。由于智能型凝胶 在环境刺激下的独特响应性，使其在生物医用材料领域有着广泛应用。 其中pH敏感性水凝胶由于和人的生理条件密切相关而倍受关注，被 广泛应用于生物医学和药学领域，如用于制备温度敏感型组织工程用 水凝胶或pH敏感型靶向药物释放载体等。

聚丙烯酸类聚合物，如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等是研究最广泛 的pH敏感性聚合物。此类聚合物在酸性水溶液中溶解性较差，而当 pH高于其羧基的pK_a之后，由于侧链的离子化，聚合物的溶解性明显 升高，从而表现出一定的pH响应能力。在聚丙烯酸类PH敏感性聚合 物中，由含羧基的聚丙烯酸类聚合物制备的低pH敏感水凝胶在口服 药物载体方面具有较高的实用价值。甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)是 一种常用的带官能羟基的单体，它的聚合物具有良好的生物相容性。

Journal of Pharmaceutical Sciences Vol.88，p.933-937(1999)首先 报道了以聚甲基丙烯酸接枝聚乙二醇水凝胶作为口服药物载体，对胰 岛素进行口服药物包裹与释放。实验证明，pH敏感水凝胶在胃中的低 pH环境下保持塌缩状态，将其包裹的药物与胃中的酸性和酶环境隔 离，从而起到对药物的保护作用，然后水凝胶在中性的肠环境中溶胀， 包裹于其中的药物通过扩散等方式进入小肠，从而被吸收。然而，上 述水凝胶不能生物降解，因而在体内有聚集的风险。

Biomacromolecules  Vol.9，p.1155-1162(2008)报道了以聚己内 酯为交联剂交联丙烯酸制备pH敏感水凝胶的方法。水凝胶的骨架结 构为丙烯酸，具有pH敏感性；而其中作为交联剂的聚己内酯占水凝 胶质量的5％～30％，其两端带有双键，可以连接两条聚丙烯酸链，形 成网状交联结构，并且聚己内酯可以降解。但这种体系也有一定缺陷， 由于聚己内酯只有端基带有双键，而且本身不具有pH敏感性，因此 其PH敏感性较低，对PH的响应速度较慢。实验证明作为载药体使 用药物的释放时间较长，释放50％需要24小时，释放80％则需要 80～120小时，不适宜作为口服药物的载体；聚己内酯降解后产生的己 内酯会增加体内的代谢负担。

氨基酸是组成生物蛋白的最基本单元，人工合成的聚肽具有与蛋 白质相类似的结构，它和细胞、组织以及其它生物成分显示出良好的 相容性。同时人工合成的聚肽易受酶的作用，降解生成无毒的多肽或 氨基酸，因而具有优良的生物降解性。聚(L-谷氨酸)是一类侧链带 有羧基的聚氨基酸，其羧基具有良好的反应活性，其与甲基丙烯酸羟 乙酯接枝形成的聚合物具有多个官能团，便于进行功能化修饰，在口 服药物释放载体领域具有重要的应用价值。

因此，本发明人考虑，制备一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶， 使具有生物可降解性并且PH敏感性高，更适用于作为口服药物释放 载体使用。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯 酸水凝胶及其制备方法，所述聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶具有生 物可降解性，并且PH敏感性高，更适用于作为口服药物释放载体使 用。

本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶，含有聚(L- 谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)、聚丙烯酸和水。

优选的，所述聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)为式I结构的 聚合物：

0.1≤x≤0.5。

本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶的制备方法，包 括：

a)、将丙烯酸的缓冲溶液的PH值调节至8～9，得到第一反应溶液；

b)、向所述第一反应溶液加入聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯) 的缓冲溶液，得到第二反应溶液；

c)、向所述第二反应溶液加入引发剂得到第三反应溶液，将所述 第三反应溶液经加热或辐照，得到反应产物；

d)、将所述反应产物放入去离子水中浸泡，得到聚(L-谷氨酸)/ 聚丙烯酸水凝胶。