[发明专利]一种温敏性聚合物及其制备方法以及温敏性水凝胶

说明书

本发明公开了一种温敏性聚合物及其制备方法，温敏性聚合物为由端氨基化的聚乙二醇引发氧苄基苏氨酸‑N‑羧基环内酸酐、缬氨酸‑N‑羧基环内酸酐开环聚合所得的三嵌段聚合物或三元无规共聚物；其中，聚乙二醇链段含量为45～55wt％，聚氧苄基苏氨酸链段含量为33～37wt％，聚缬氨酸链段含量为12～18wt％。本发明在聚氨基酸类聚合物中引入氧苄基苏氨酸，解决了含强极性酰胺键链段聚合物在常见有机相中难溶的问题，所得聚合物在保留类似聚醚‑聚多肽温敏响应性的同时，更便于在各类有机溶剂中二次加工或改性，具有可观的医用前景。

技术领域

本发明属于可降解生物医学材料技术领域，特别涉及一种温敏性聚合物及其制备方法，以及利用该温敏性聚合物制备的温敏性水凝胶。

背景技术

水凝胶是一类超亲水的三维网络结构凝胶，能在水中迅速溶胀但是却不溶于水，既具有类似于固体的机械性能，又有类似于液体的交换和传输性能。由于组成结构的亲水性，结构空隙中能吸收并且存储大量的水分，使得水凝胶与生物组织具有很高的相似性，允许某些特定的分子，如盐离子、生长因子、蛋白质和生物活性药物等通过。这些性质使得水凝胶有望用于组织工程、创伤修复、药物缓释和细胞载体等方面，而生物医学工程领域的应用也意味着对水凝胶材料本身的生物相容性、毒副性以及体内降解物可代谢性有了更高的要求。

氨基酸类聚合物因其良好的生物相容性及可降解性，正逐渐成为重要的生物医用材料，其特点在于：由不同种类的氨基酸可制备一系列嵌段、无规、接枝以及环状聚合物。根据氨基酸种类的不同，在侧链可以引入药物或者其他官能团，从而修饰聚合物性质；可通过控制氨基酸序列和组成，让聚合物形成与天然大分子相似的复杂有序的结构。其降解产物为小分子氨基酸，有望用于药物缓释领域；根据侧链结构的不同，氨基酸类聚合物可自发形成稳定的二级结构、三级结构及四级结构，这些人造结构与天然结构类似，具有很好的应用前景。

为获取氨基酸类聚合物的水凝胶材料，可通过聚乙二醇与聚氨基酸共聚的方式。这种改性方式可显著改善多肽的水溶性，使得所得的共聚合物在保留了传统聚氨基酸的生物相容性、低毒性等特点的同时，又具备了良好的溶解性和降解性。由此制备的多肽水凝胶是一类具有充足的含水量、从纳米级到微米级的多孔结构以及适用于细胞基质等特点，可用于软组织修复以及骨骼工程的材料。

目前大多数温敏水凝胶材料的成胶浓度需达到15％～20％，在作为医用植入材料不仅容易因组织液等稀释而造成溶解，也容易因引入过多的外来材料而造成眼部并发症，因此，设计具有较低成胶浓度的高分子材料将更具优势。当水凝胶用于玻璃体内注射给药或作为人工玻璃体时，对水凝胶的透明度有较高要求，而目前绝大多数温敏水凝胶(如PU、PLA等)在成胶后会变得不透明。

与传统的聚酯温敏水凝胶相比，多肽温敏水凝胶具有与人体组织类似的组分和结构，在生物相容性和与细胞之间的相互作用上要优于前者，而多肽链段的多种形式的二级结构和氨基酸种类的多样性，则为构建复杂的、具有多重响应和多层次结构的智能性凝胶体系提供了可能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在聚氨基酸类聚合物中引入氧苄基苏氨酸，解决了含强极性酰胺键链段聚合物在常见有机相中难溶的问题，所得聚合物在保留类似聚醚-聚多肽温敏响应性的同时，更便于在各类有机溶剂中二次加工或改性的温敏性聚合物及其制备方法，以及利用该温敏性聚合物制备的温敏性水凝胶。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种温敏性聚合物，为由端氨基化的聚乙二醇引发氧苄基苏氨酸-N-羧基环内酸酐、缬氨酸-N-羧基环内酸酐开环聚合所得的三嵌段聚合物或三元无规共聚物；其中，聚乙二醇链段含量为45～55wt％，聚氧苄基苏氨酸链段含量为33～37wt％，聚缬氨酸链段含量为12～18wt％。

进一步地，所述温敏性聚合物为线型聚合物；所述聚乙二醇链段分子量为1000～2000，其端头为单甲醚基；所述聚氧苄基苏氨酸链段每个链节单元都具有一个与氧原子相连的苄基侧链。