[发明专利]单链超内环化聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型生物医用材料领域，主要涉及新型单链超内环化聚合物及其制备方法。

背景技术

创伤敷料是治疗急性和慢性创伤的主要方式。近几十年中，根据不同的创伤情况研究发明了多种特殊的创伤敷料。其中作为新型创伤敷料中的一种，水凝胶创伤敷料因表面光滑、生物相容性好、与不平整创面结合紧密、促进了上皮细胞生长等优点而得到了广泛使用。但目前广泛使用的合成水凝胶敷料普遍存在着伤口组织粘合能力差、力学性能与伤口组织不匹配以及生物毒性较大等问题。研究发现，通过控制合成水凝胶的所用聚合物的成分、结构、聚合度等可实现改善合成水凝胶创伤敷料的性能。在控制聚合物结构与性能方面，多乙烯基单体由于其方便易得、且其具有多重反应位点而备受关注。特别是多乙烯基单体衍生的聚合物具有大量的未反应乙烯基团，可进一步改性获得预设官能团、优化生物相容性及生物粘附性等，为其在水凝胶敷料的应用提供了可能。

但多烯烃单体的聚合一直是高分子领域面临的的一大挑战，早在70多年前，著名的Flory-Stockmayer理论(F-S理论)预测：多乙烯基单体的聚合会在极低的单体转化率(<10％)下达到凝胶点形成凝胶，且该理论已被广泛的实验证实。但由于多乙烯基单体的多反应位点，控制多乙烯基单体的聚合过程不仅可延迟凝胶点，甚至可得到新颖复杂结构的聚合物。目前利用多乙烯基单体制备的聚合物大多数都用于非病毒基因载体，或合成超支化聚合物进而制备不同结构的水凝胶材料。利用多乙烯基单体合成的新型单链超内环化聚合物因具有特殊的环化结构且较高含量的乙烯基而使其经改性后可得到广泛应用。但目前关于单链超内环化聚合物制备水凝胶材料的报道仍未提出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供单链超内环化聚合物及其制备方法，通过零价铜调节的可控/活性自由基聚合方法(Cu⁰-mediated CRP)均聚聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA₇₀₀)合成了新型的单链超内环化聚合物poly(PEGDA₇₀₀)_SK，并将其水溶液制备成水凝胶创伤敷料。制备的新型水凝胶材料具有较高的储存模量G'、较强的组织粘附能力、较低的溶胀率、适中的降解行为及良好的生物相容性，有望作为新型材料而用于创伤敷料、组织粘合剂及生物工程中。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

单链超内环化聚合物，以聚乙二醇二丙烯酸酯为单体，采用零价铜调控的可控活性自由基聚合方法将单体聚乙二醇二丙烯酸酯进行均聚，链增长和分子内环化反应被促进，分子间交联反应被抑制，以得到单链超内环化聚合物，即在聚合物单链中形成线性聚乙二醇二丙烯酸酯和环形聚乙二醇二丙烯酸酯。

聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为700。

单链超内环化聚合物的重均分子量为10KDa—40KDa，PDI为1.19-1.48。

单链超内环化聚合物的乙烯基含量为20—50％。

单链超内环化聚合物的环化度为50—80％。

单链超内环化聚合物的马克-霍温克公式常数为0.29—0.34。

单链超内环化聚合物结构致密，呈现出类似于直径为7.25±1.5nm的球形结构。

单链超内环化聚合物的制备方法，将聚乙二醇二丙烯酸酯、2-溴-2-甲基丙酸乙酯、CuBr₂和N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙烯三胺按照摩尔比100：1：(0.4—0.5)：(0.8—1)置于二甲基亚砜中均匀分散，并将缠绕铜丝的搅拌子置于二甲基亚砜中对反应系统进行搅拌，在除氧条件下进行反应，采用零价铜调控的可控活性自由基聚合方法将单体聚乙二醇二丙烯酸酯进行均聚，链增长和分子内环化反应被促进，分子间交联反应被抑制。

在进行单链超内环化聚合物的制备时，反应温度为20—25摄氏度，反应时间为1—5小时。

基于单链超内环化聚合物的水凝胶，将采用零价铜调控的可控活性自由基聚合方法将单体聚乙二醇二丙烯酸酯进行均聚得到的单链超内环化聚合物作为前驱体，以2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮为紫外光引发剂，水为溶剂，在紫外灯照射下引发前驱体中碳碳双键进行交联为水凝胶材料。

紫外灯照射强度为0.5—2W/cm²，优选0.8—1.5W/cm²。紫外灯照射时间为15—20s。

前驱体和光引发剂的质量比为100：(1—1.2)。