[发明专利]可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶及其制备方法，以N‑丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1‑乙烯基‑1,2,4‑三唑(VTA)为两种单体，经引发两种单体上的碳碳双键，进行自由基聚合制备得到可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶，可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶的分子为碳碳主链，侧链为羧基基团、酰胺基团和，羧基之间、羧基与酰胺基团、酰胺基团之间和羧基、酰胺与之间的氢键形成氢键共轭结构。该聚合物水凝胶在中性至碱性环境下可以发生“自溶”，并且可以简单地通过调节单体比例、调节pH值和在聚合物水凝胶体系中引入离子等方式，来调节凝胶的机械性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说涉及一种可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是指聚合物分子链通过物理、离子或者共价键的相互作用交联在一起，形成的含有大量水的三维网络聚合物材料。相较于传统材料，水凝胶具有不同的组成和结构，这就决定了水凝胶材料具有特殊的性能，主要体现在：良好的生物相容性、对于生理学环境的高度敏感性、亲水性、与软组织类似的水含量、足够的灵活性和弹性等等方面。另外，其结构与生物体内的细胞外基质相比有很高的相似性，这一特征使得水凝胶成为细胞培养的良好基质；其高含水量和生物相容性也是利用水凝胶进行活细胞封装、药物控释的重要优势，并且这种聚合物网络结构能够很方便地成型。这一系列的性质使水凝胶材料在生物医学等领域的应用前景非常广阔。

可降解的水凝胶材料有其特殊的优势，比如在有些外科手术当中用到的胃部滞留装置、暂时栓塞以及术后防粘连等，植入的水凝胶材料需要在短期内降解掉。并且在不同的应用场合当中，对于凝胶的机械性能有着不同的要求，但一般都需要凝胶材料具有一定的强度和韧性。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶及其制备方法，以N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1-乙烯基-1,2,4-三唑(VTA)为原料，利用光引发使两者共聚，得到聚合物凝胶。该凝胶在中性至碱性环境下可以发生“自溶”，且能够通过调节单体比例、引入钙离子等金属阳离子来调节凝胶的机械性能。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶及其制备方法，以N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1-乙烯基-1,2,4-三唑(VTA)为两种单体，经引发两种单体上的碳碳双键，进行自由基聚合制备得到可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶，可降解且机械性能可调的聚合物水凝胶的分子为碳碳主链，侧链为羧基基团、酰胺基团和，羧基之间、羧基与酰胺基团、酰胺基团之间和羧基、酰胺与之间的氢键形成氢键共轭结构，其中，N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1-乙烯基-1,2,4-三唑(VTA)的质量比为(8-22)：1，固含量为20-30％，(固含量为N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1-乙烯基-1,2,4-三唑(VTA)质量之和/两种单体与溶剂的质量之和)。

反应化学式如下：

N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1-乙烯基-1,2,4-三唑(VTA)的质量比为(9-20)：1，固含量为20-25％。

溶剂采用去离子水，将N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1-乙烯基-1,2,4-三唑(VTA)溶于去离子水中引发自由基聚合反应。

引发剂的用量为N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和1-乙烯基-1,2,4-三唑(VTA)质量之和的1-5％，优选2-3％。