[发明专利]温敏性接枝聚合物、可载细胞的水凝胶及制备方法与应用

说明书

本发明属智能材料，高分子材料和生物医学工程领域，涉及一种温敏性接枝聚合物、可载细胞的水凝胶及制备方法与应用。本发明将聚乙二醇单甲醚羧基化，将乙基纤维素溴化。将溴化的乙基纤维素与羧基化的聚乙二醇单甲醚进行DCC反应获得接枝共聚物EC‑Br/mPEG。再将EC‑Br/mPEG与除去活性的单体MEO₂MA和OEGMA₄₇₅以及PMDETA，CuBr进行ATRP反应，得到接枝共聚物。将产物透析至透明，冷冻蒸干后溶解在水中形成水凝胶溶液。水凝胶进一步制得可注射包裹细胞凝胶微球。本发明所得凝胶微球具有响应温度可调、生物无毒害性，在医药治疗方面具有广泛应用前景。所述合成方法简单易行，原料皆可工业化生产。

技术领域

本发明属于智能材料，高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种温敏性接枝共聚物、可载细胞的水凝胶及制备方法与应用。

背景技术

智能有机材料近年来得到广泛关注，这些材料能对外界刺激，如温度、pH值、光、盐、糖等做出响应，在纳米科技、生物医学领域都有广泛的应用。温敏性水凝胶是以水为分散介质的水溶性高分子物质引入一部分疏水基团和亲水基团。其中亲水基团与水分子结合，而疏水基团遇水膨胀的交联聚合物形成三维网状结构。温敏性水凝胶最大特征是具有最低临界相转变温度(LCST)。

甲基丙烯酸-2(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO₂MA)和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA₄₇₅)作为聚乙二醇(PEG)的同系物，可以通过调节他们之间的不同投料比得到不同的LCST，以与人体生理温度相适宜(Lutz,J.F.；Hoth,A.Macromolecules2006,39,893.doi:10.1021/ma0517042)。同时P(MEO₂MA-co-OEGMA₄₇₅)还具有良好的生物相容性，在生物医学领域有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种温敏性接枝聚合物、可载细胞的水凝胶及制备方法与应用，所得温敏性水凝胶的温度响应性可调节。

P(MEO₂MA-co-OEGMA₄₇₅)在高于其LCST时，其亲疏水性由亲水转变为疏水，通过调节不同投料比例的MEO₂MA和OEGMA₄₇₅，可以控制其相转变温度。它的相转变温度与投料比的关系约成线型关系，其中当投料摩尔比为

MEO₂MA：OEGMA₄₇₅＝92:8，其相转变温度为37℃(Lutz J F.Polymerization ofoligo(ethylene glycol)(meth)acrylates:Toward new generations of smartbiocompatible materials[J].Journal of Polymer Science Part A PolymerChemistry,2008,46(11):3459-3470.)。

为了形成凝胶结构，本发明在主链乙基纤维素(EC)上引入聚乙二醇单甲醚(mPEG)作为永久亲水基团，以维持其水凝胶结构。聚乙二醇单甲醚(mPEG)具有良好的亲水性，其一端被单甲醚封端，一端为羟基仍有反应性。使得mPEG接枝在乙基纤维素(EC)上时，不会发生化学交联。

本发明中使用乙基纤维素作为主链，接枝聚乙二醇单甲醚(mPEG)和甲基丙烯酸-2(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO₂MA)与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA₄₇₅)共聚物，形成生物无毒性温敏性水凝胶，所得温敏性水凝胶当其温度高于LCST时保持凝胶状态，当温度低于LCST时，变为溶液。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：