[发明专利]一种基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物医用高分子聚合物材料技术领域，公开了一种基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶及其制备方法和应用。该凝胶具有如下式一所示结构，R₁为双键封端的四臂聚乙二醇丙烯酸酯PEG‑QA、双键封端的直链聚乙二醇丙烯酸酯PEG‑DA、双键封端的直链聚己内酯丙烯酸酯PCL‑DA或者双键封端的直链聚己内酯丙烯酸酯PCL‑DA和双键封端的直链聚乙二醇丙烯酸酯PEG‑DA的混合物。该水凝胶具有一定的自愈合能力，能够在短时间内(5分钟)对切割表面进行一定程度的修复，为将来在生物医疗领域提供有价值的制备技术。

技术领域

本发明属于生物医用高分子聚合物材料技术领域，特别涉及一种基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

自修复是起源于生物学中的一种特性，受到外界损伤之后具有自愈合能力和再生能力。近年来，自修复材料在航天、军工、桥梁、房屋、生物医学工程等领域都有广泛的应用。其中智能自修复水凝胶是一种由大分子交联聚合而成三维网络结构与水组成的体系，与生物组织极为相似，经受力破坏后仍可恢复其结构和一定功能，具有自我修复损伤的特点，在医学应用上比普通的水凝胶具有更大优势，是近年来极具发展潜力的智能凝胶材料。

目前科学家们主要通过超分子相互作用和动态共价键两种作用力来构筑自愈合凝胶。由动态共价键，如氢键、硼酸酯键、Diels-Alder反应、酰腙键、二硫键等，构筑的自修复凝胶，其稳定性和机械性能均优于由超分子作用力形成的凝胶；与此同时，由于动态共价键本身的动态性，形成的凝胶材料具有相应的智能响应性，更加吸引科学家们的关注。

动态硼酸酯键作为构筑化学交联自愈合水凝胶常用的一种可逆化学键，基于动态共价硼酸酯键的自愈合水凝胶具有较高的自愈合能力，自愈合条件温和且不需要外部刺激，对pH和糖类具有刺激响应性，能够广泛地用于检测器和载药等领域。CN201810190965.X公布了一种基于硼酸酯键的生物基自修复凝胶及其制备方法，通过苯硼酸与瓜尔胶间形成可逆酯键、正负电荷的静电作用，得到生物基自修复凝胶。CN201810678108.4公布了一种含硼酸酯键的动态共价交联剂及其自修复水凝胶的制备方法，得到具有超长拉伸性能和快速的自修复性能的凝胶。但是目前所报道的硼酸酯自修复水凝胶合成步骤较多，制备工艺较为复杂。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶；本发明的原料安全且廉价易得，制备方法简单，成胶条件温和，具有较好的应用价值。

本发明的另一目的在于提供一种上述基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种上述基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶，该水凝胶具有如下式一所示结构：

R₁为双键封端的四臂聚乙二醇丙烯酸酯PEG-QA、双键封端的直链聚乙二醇丙烯酸酯PEG-DA、双键封端的直链聚己内酯丙烯酸酯PCL-DA或者双键封端的直链聚己内酯丙烯酸酯PCL-DA和双键封端的直链聚乙二醇丙烯酸酯PEG-DA的混合物；所述双键封端的直链聚己内酯丙烯酸酯PCL-DA和双键封端的直链聚乙二醇丙烯酸酯PEG-DA的混合物中，二者的分子量相等。

上述的一种基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶的制备方法，包括以下操作步骤：将丙烯酸酯、二硫苏糖醇、含双键的苯硼酸化合物在简单一锅法混合后进行两个阶段的紫外光固化操作即可得到基于硼酸酯键的双交联自修复水凝胶。