[发明专利]一种具有携氧功能的温敏型共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有携氧功能的温敏型共聚物及其制备方法。所述共聚物含有聚合物嵌段A和聚合物嵌段B，其中：嵌段A是聚硅氧烷及其衍生物；嵌段B是聚N‑烷基丙烯酰胺及其衍生物中的一种。制备方法包括以下步骤：将嵌段A聚合物分子溶于环己烷中，加入KH560硅烷偶联剂，反应24h，干燥后得到带有环氧基团的改性嵌段A聚合物；将上述制备的改性嵌段A聚合物和嵌段B聚合物加入至环己烷中充分溶解，加入一定量的稀盐酸调节pH至酸性，在室温下反应24h；最后在40℃‑60℃条件下将反应得到的嵌段共聚物分离，并用去离子水洗涤多次后干燥得到嵌段共聚物产品。

技术领域

本发明涉及一种具有良好携氧功能的生物医用温敏型共聚物及其制备方法，具体涉及一种多链段的两亲性温敏型共聚物的设计、合成和制备，可以有效地应用在生物医学等领域。

背景技术

氧在维持生物正常生理活动中起到至关重要的作用。由于氧微溶于水，所以在血液中血红细胞作为氧载体能够有效地将氧运输到全身各个器官和组织。近年来，对于生物技术和生物医学领域，具有良好携氧能力的生物材料受到了广泛的关注，这些生物材料被应用在了许多领域如血液替代品、伤口愈合等。但是，由于具体使用环境的不同，对氧浓度的需求有更为严苛的要求，例如器官移植过程在手术阶段会经历从低温到高温的过程，该过程器官组织对于氧的需求量大幅度提高，这个过程中没有足够的氧供应则会导致器官因为乏氧造成损伤。因此，实际应用过程中亟需开发一种智能的氧载体分子，这种智能氧载体在细胞培养、组织修复、临床医疗等领域极具应用前景。

聚硅氧烷(PDMS)是一种亲氧性、具有生物相容性的聚合物。氧在PDMS中的溶解度是在水中的几倍，在PDMS的共聚物中的溶解度更高，是水中的45-50倍。但是PDMS虽然载氧量高，但却无法控制氧气释放，因此难以替代血红细胞的载氧供氧功能。在四川省科技计划资助项目研究中，课题组发现通过相转变能够有效的控制材料中氧气释放。

发明内容

本发明以聚硅氧烷及其衍生物作为携氧链段(A)，以亲水温敏型聚合物作为功能链段(B)，通过该共聚物随温度升高而从溶胶-凝胶相转变，转变温度在25-37℃，在相转变的过程中体积收缩，使得携带氧气释放，从而实现温敏型调节氧含量的功能。

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种两亲温敏型共聚物氧载体，该共聚物是一种ABA或BAB型的共聚物。A段代表疏水亲氧聚合物，B段代表温敏且亲水聚合物。

上述共聚物的A段是聚硅氧烷(PDMS)及其共聚物等疏水亲氧聚合物。可以是聚二甲基硅氧烷，结构式为粘度在5-1000cSt范围内。也可以是聚硅氧烷的共聚物，如聚(二甲基硅氧烷-co-烷基甲基硅氧烷)，结构式为或聚(二甲基硅氧烷-co-甲基苯硅氧烷)，结构式为或二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷，结构式为或聚[二甲基硅氧烷-co-(2-(3,4-环氧环己基)乙基)甲基硅氧烷]，结构式为或聚(二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)，二乙烯基封端，结构式为或聚[二甲基硅氧烷-co-(3-氨丙基)甲基硅氧烷]，结构式为或聚[二甲基硅氧烷-co-[3-(2-(2-羟基乙氧基)乙氧基)丙基]甲基硅氧烷]，结构式为

上述聚合物中的B段聚合物可以是聚N-烷基丙烯酰胺(PNIPAM)及其衍生物。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种制备上述共聚物的方法。该方法包括下述步骤：

a、以硅烷偶联剂KH560作为改性剂，将A段聚合物分子溶于环己烷中，加入一定量的KH560，优选A段聚合物分子与KH560体积比为120:1-1:1，反应24h后干燥得到带有环氧基团的改性A段聚合物；

b、将上述制备的改性A段聚合物和B段聚合物加入至环己烷中充分溶解，使用稀盐酸调pH至4.5-5.5，在室温下反应24h。

c、最后在50℃条件下将反应得到的共聚物分离，并用去离子水洗涤多次后干燥得到共聚物产品。