[发明专利]一种双组份高强度水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物高分子技术领域，尤其涉及一种双组分高强度水凝胶及其制备方法。

背景技术

聚合物水凝胶是一种富含水溶液的交联三维网络材料，其具备良好的生物相容性等优点，其在药物缓释、生物支架、组织工程、诱导干细胞分化等生命医学领域具有巨大的潜在应用价值，其中最具应用前景的是在药物缓释中的应用。最新发展的一类聚合物水凝胶是基于糖聚合物和邻羟甲基苯硼酸半酯聚合物的水凝胶，其中糖聚合物是指糖化合物通过化学反应被引入到聚合物而得到的一种高分子。此类水凝胶中邻羟甲基苯硼酸半酯可以和糖化合物上的羟基在中性条件下形成动态共价键，且动态共价键在酸性条件和过量的葡萄糖存在下发生凝胶的解离。因此，此类水凝胶在治疗糖尿病中作为一类胰岛素的可控缓释载体具有独特的优势。此类水凝胶的另一特点是糖聚合物中糖种类或糖的连接方式的变化会明显的影响凝胶的性能如机械强度等。因此，通过调节糖聚合物中糖的连接方式可以获得具有高强度的水凝胶，为糖尿病的治疗提高药物缓释载体。

水凝胶用于药物缓释领域时，需要具有良好的生物相容性和一定的强度。良好的生物相容性使得生物体不会对材料和药物产生排异性，又不会对人体产生毒性；一定的强度能够保证在药物缓释的过程中水凝胶的结构不会被破坏，使药物真正能够达到长时间的缓释。如果水凝胶的强度不够，在生物体中破裂变稀，水凝胶中埋覆的药物会直接释放达不到缓释的效果。因此，制备具有一定强度的水凝胶，对扩大其在药物缓释等领域的应用前景具有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述技术问题，本发明提供一种高强度双组份水凝胶及其制备方法，所述双组份的水凝胶通过糖聚合物和N-异丙胺丙烯酰胺-邻羟甲基苯硼酸半酯无规共聚物混合制备而成，获得的水凝胶具有聚合物固含量低、机械强度大、生物相容性好等特点。

本发明提供一种高强度双组份水凝胶，所述水凝胶通过糖聚合物和N-异丙胺丙烯酰胺-邻羟甲基苯硼酸半酯无规共聚物混合制备而成。

所述糖聚合物选自下述三种聚合物中的一种或多种，三种糖聚合物的重复单元数n为50-300，其分子式如下：

所述N-异丙胺丙烯酰胺-邻羟甲基苯硼酸半酯无规共聚物分子量为10 000-100 000，其分子式如下，其中mol_m:mol_n在30～5：

所述水凝胶中，邻羟甲基苯硼酸半酯可以和糖聚合物的糖结构上的羟基在中性条件下形成动态共价键，形成物理交联网络，支持混合物出现水凝胶结构；所述动态共价键在酸性条件和过量的葡萄糖存在下发生凝胶的解离。这个结构特点使得所述水凝胶特别适合用于开发智能响应性药物载体材料，实现对胰岛素和抗癌药物的可控缓释提供新载体。同时，通过改变凝胶制备组分含量可以调控凝胶性能。

本发明还提供上述高强度双组份水凝胶的制备方法，其具体过程为：将一定体积的糖聚合物水溶液和一定体积的N-异丙胺丙烯酰胺-邻羟甲基苯硼酸半酯无规共聚物水溶液搅拌混合均匀，静置即可得到水凝胶。

所述糖聚合物选自下述三种聚合物中的一种或多种，三种糖聚合物的重复单元数n为50-300，其分子式如下：

所述的糖聚合物水溶液的质量分数为50～300mg/mL。

所述的N-异丙胺丙烯酰胺-邻羟甲基苯硼酸半酯无规共聚物水溶液的质量分数为50～300mg/mL。

所述N-异丙胺丙烯酰胺-邻羟甲基苯硼酸半酯无规共聚物水溶液的pH值为7～9。

所述糖聚合物水溶液和N-异丙胺丙烯酰胺-邻羟甲基苯硼酸半酯无规共聚物水溶液水溶液的体积比为1:2～3:1。

本发明所述方法旨以选用6位羟基连接半乳糖聚合物和含邻羟基苯硼酸半酯的水溶性聚合物，通过两组分互配制备具有聚合物固含量低、机械强度大的水凝胶，从而为胰岛素、喜树碱等药物的可控释放提供优质的药物载体。

本发明具有如下有益效果：1、本发明方法操作简单，通过改变凝胶制备组分含量可以调控凝胶性能；2、所制得的水凝胶具有高强度、在较低固含量下即可形成凝胶，同时具备葡萄糖响应解离特性；3、为开发智能响应性药物载体材料，实现对胰岛素和抗癌药物的可控缓释提高新载体。

附图说明

图1为本发明实施例1和对比例1的实验结果的效果对比图；

图2为本发明实施例2制备的水凝胶的外观图；

图3为本发明实施例2制备的水凝胶的扫描电镜图；

图4为本发明实施例2和对比例2制备的水凝胶的储能模量曲线。