[发明专利]一种可注射水凝胶材料及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及医用高分子材料技术领域，为解决现有可注射型水凝胶凝结慢、强度低、生物相容性和生物可降解性差，不利于注射后凝胶的定点成型和长期运动耐受性的问题，提供了一种可注射水凝胶材料，所述可注射水凝胶材料由A组分和B组分采用双联注射工艺等体积注射原位生成；所述A组分为羧甲基壳聚糖，所述B组分由双醛化多糖与辅助交联剂、醛基化造影剂反应得到。本发明的可注射水凝胶材料的运动耐受性好、满足生物相容和生物可降解的要求之上，还具备多模态显影、可控降解的功能，达到集保护、示踪、定制化治疗等多功能于一体的效果，在诊疗一体化领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及医用高分子材料技术领域，尤其涉及一种可注射水凝胶材料及其制备方法、应用。

背景技术

诊疗一体化是一种将疾病的诊断和治疗有机结合起来的新兴医学技术，通过诊断组份和治疗组分的结合，有望实现在发现疾病的同时，精准、及时治疗，避免进一步恶化。这对于癌症而言尤为重要。癌症的治疗手段一般是手术、化疗、放疗。化疗、放疗的副作用大，手术过程中肿瘤组织难以识别。因此在诊断期间对病灶进行定点治疗，有望在早期发现时给予及时有效的治疗，减少恶化、扩散的几率。

在诊疗一体化材料开发过程中，多模态显影关系到材料在体内可监控的信息量，直接影响到诊断的精准性。肿瘤在软硬度上和周边组织的差异性小，没有包膜和边界，且肿瘤组织易活动，难有固定位置。这就使得在手术时难以完整的识别和切除肿瘤部位，造成隐患。因此，在诊断过程中，用一种可显影物质对病变组织进行标记，使手术时可以准确识别病灶，达到精准治疗的目的。另一方面，植入的显影物质若可在体内降解，则可避免后续取出手术。理想情况下，根据不同病人的治疗周期需求不同，若降解的时间可控，则有望实现个性化定制治疗，针对不同病患，设计合适的体内存在时间。鉴于现今肿瘤的发病率逐年上升，开发一款集标记、识别、保护、治疗于一体的诊疗材料具有显著的现实意义。

近年来，水凝胶材料已成为生物医用领域的新兴材料，它在药物递送系统、组织工程学和环境响应性生物材料领域都有所应用。水凝胶是一种具有三维交联网络的聚合物，具有高含水量、软弹的性质。可注射型水凝胶是利用溶胶-凝胶转变点，将液态的溶胶注射入体内后，利用温度、pH值等刺激响应发生转变，在体内形成凝胶。它可以避免手术植入，极大的降低了成本，减轻病患痛苦。

传统的可注射水凝胶多为温敏型凝胶，利用体温完成溶胶-凝胶转变。但温敏凝胶本质上是一种物理交联型凝胶，存在凝结慢、强度低等缺点，不利于注射后凝胶的定点成型和长期运动耐受性。采用双联注射技术可以将基体和交联剂以两组分共注射的方式送入体内，在体内原位形成化学交联型凝胶，可以解决物理凝胶成胶速率慢和凝胶强度弱的问题。但大多数化学交联剂具有生物毒性，而生物交联剂京尼平交联反应时间过长，无法满足注射后凝胶的定点成型效果。因此开发具有生物安全性的化学交联凝胶体系尤为重要。本世纪初，采用辐照交联的聚乙烯醇(PVA)水凝胶和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水凝胶用作人工玻璃体的研究已经十分成熟。它们被证实具有可靠的生物安全性，但因是人工合成高分子而难以降解。近年来，研究发现以天然的生物高分子材料作为凝胶基体，可兼得生物相容性和生物可降解性，如海藻酸钠、透明质酸、黄原胶、葡聚糖等。

中国专利文献上公开了“负载脂肪干细胞外泌体的温敏型可注射水凝胶及其制备方法和应用”，申请公布号为CN109568665A，该发明的负载脂肪干细胞外泌体的温敏型可注射水凝胶包括温敏型可注射水凝胶和脂肪干细胞外泌体，所述温敏型可注射水凝胶含有壳聚糖、纳米羟基磷灰石-胶原和β-甘油磷酸钠。但是，该负载脂肪干细胞外泌体的温敏型可注射水凝胶存在凝结慢、强度低等缺点，不利于注射后凝胶的定点成型和长期运动耐受性。

发明内容

本发明为了克服现有可注射型水凝胶凝结慢、强度低、生物相容性和生物可降解性差，不利于注射后凝胶的定点成型和长期运动耐受性的问题，提供了一种运动耐受性好、生物相容和生物可降解性高，具备多模态显影、可控降解功能的可注射水凝胶材料。