[发明专利]非自由基光化学交联水凝胶材料制备方法、其产品及应用

说明书

技术领域

本发明属于生物材料领域，具体涉及一种非自由基光化学交联制备水凝胶材料的方法及其应用。

背景技术

水凝胶是一类高度含水的具有三维网络交联结构的聚合物材料，由于其具有优秀的生物相容性及一定的机械强度，可以高度拟合生物组织的微环境，因此广泛应用于组织工程和再生医学。其中，临床创面的组织修复和隔离是当前组织工程和再生医学的一个重要范畴。目前应用于创面组织修复和隔离的材料主要有固体膜材料(RoyceJohnsonet.al.U.S.Pat.No.US7070584B2,issuedJuly4,2006)、成型的胶体材料(YeongHuaHuanget.al.U.S.Pat.No.6238691B1,issuedMay29,2001)和创面原位成胶材料。

其中，固体膜材料成本比较高，不易与创面贴附，容易脱落，需要额外固定，因此使用不方便，而且其生物降解性也严重影响了它的应用。而成型的胶体材料是将已经成好胶的材料应用于创面上，同样，这种材料也不能完全与创面的形状吻合，进而不能完全覆盖创面的组织，影响了其有效性。相比于前两类材料，创面原位成胶材料在创面处原位成胶，塑形非常好，可以与创面的形状完全吻合，因此，它与创面组织的贴附性很好，不容易脱落。目前，市场上应用的原位创面组织修复和隔离材料主要有单组份温敏性凝胶(PaulA.Highamet.al.U.S.Pat.No.US5093319A,issuedMar.3,1992)和双组份化学交联型凝胶(Zalipskyet.al.U.S.Pat.NO.US5122614,issuedJune16,1992)。温敏性凝胶溶液不仅不容易储存，而且凝胶强度比较差，其可调范围也很窄。双组份化学交联型水凝胶材料虽然成胶速度较快，凝胶强度较大，强度可调范围也较宽，但是该类材料的成胶时间不可控，操作不方便，以及混合该双组份材料用于成胶的器械非常昂贵，大大增加了其应用成本，限制了这类材料的广泛应用。

光引发成胶材料以其在光的非物理接触、时空精确可控上的优势受到了广泛的关注。传统的自由基引发的光聚合(Hubbellet.al.U.S.Pat.No.6060582A，issuedMay9,2000,by)以及在它基础上进一步发展形成的thiol-ene反应(ChristopherBowmanet.al.U.S.Pat.NO.US7288608B2,issuedOctober30,2007)是光致成胶反应的典型代表。但是在这种体系中，必须有小分子光引发剂的参与，而光照引发剂产生的自由基对细胞或生物组织具有很大的毒副作用。此外，这种光引发剂对氧气也极其敏感，因此难以制备相对薄层的水凝胶。而在创面的组织修复和隔离中，往往需要薄层涂覆，因此，上述传统的光引发成胶材料在创面处是难以达到原位成胶的目的。

为了克服现有材料的缺点与不足，本发明者提出了一种新型的非自由基光交联的化学方法用于构筑水凝胶。这种非自由基光交联构筑水凝胶方法不仅可克服自由基的毒性及怕氧的缺陷，同时具有精确的时空可控性和合成简单等特点。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种非自由基光交联水凝胶材料制备方法。

本发明的另一个目的是提供非自由基光交联水凝胶材料制备方法制得的产品。

本发明的再一个目的是提供非自由基光交联水凝胶材料制备方法所制得产品的应用。

本发明的非自由基光交联水凝胶材料制备方法包括以下步骤：将组分A-邻硝基苄基类光扳机修饰的高分子衍生物溶于生物相容性介质得到溶液A，将组分B-酰肼、羟胺或伯胺类高分子衍生物溶于生物相容性介质得到溶液B；将溶液A和溶液B混合均匀得到水凝胶前驱体溶液；水凝胶前驱体溶液在光源照射下，组分A中的邻硝基苄基在光激发下产生的醛基与组分B中的酰肼、羟胺或伯胺基团以分别形成腙、肟、希夫碱的形式交联形成水凝胶。

组分A-邻硝基苄基类光扳机修饰的高分子衍生物具有式Ⅰ结构：