[发明专利]一种超声响应性复合水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超声响应性复合水凝胶及其制备方法和应用，属于医药技术领域。该超声响应性复合水凝胶是由海藻酸钠与缩硫酮乙二胺交联后，加入二氧化钛，然后与氯化钙反应得到；本发明通过SA与tK之间的共价交联和SA与Ca²⁺的离子交联共同维持水凝胶结构，实现阻塞输精管/输卵管的效果；复合水凝胶分子间的缩硫酮键具有活性氧切割响应功能，通过超声触发二氧化钛断开缩硫酮键，从而实现无创降解恢复生育功能。本发明的超声响应性复合水凝胶不仅可用于无创可逆恢复男性/女性生育能力，对于雄性、雌性动物的可逆避孕同样适用。

技术领域

本发明涉及医药技术领域，特别是涉及超声响应性复合水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

避孕是比较重要且研究较少的热点问题，尤其是男性避孕，现有的男性避孕方式如输精管结扎术和避孕套等仍不能取得令人满意的效果。一方面，输精管结扎术是一种永久性避孕方式，可逆性差，即便可以通过手术进行复通，但是，术后效果多不如意；另一方面，避孕套是性生活中男性应用最为广泛的避孕工具，但是其造成的性生活质量差，令很多男性使用意愿差，即便使用，方法不当也容易破损，致使避孕失败，从而造成意外怀孕率升高；不仅如此，女性避孕也同样存在手术复通，可逆性差的问题。因此，鉴于避孕面临的诸多问题，探索一种安全有效、接受性高并可根据人们的意愿随时恢复生育能力的可逆性避孕新方法已经成为了临床上迫切需要解决的实际问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声响应性复合水凝胶及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，实现对输精管/输卵管的有效封堵，并在体外超声作用后实现输精管/输卵管的再通，保证良好的可逆避孕效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明的目的之一是提供一种超声响应性复合水凝胶，所述水凝胶是由海藻酸钠与缩硫酮乙二胺交联后，加入二氧化钛，然后与氯化钙反应得到。

本发明的目的之二是提供一种上述超声响应性复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将海藻酸钠水溶液与缩硫酮乙二胺混合，反应得SA-tK溶液；

(2)向SA-tK溶液中加入二氧化钛，反应得到SA-tK@TiO₂溶液；

(3)将SA-tK@TiO₂溶液与氯化钙混合，得到所述超声响应性复合水凝胶。

海藻酸钠(sodium alginate，SA)是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，是一种天然大分子，具有良好的组织亲和力，对周围组织几乎没有刺激性，其分子由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic，M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic，G)按(1→4)键连接而成。因其分子中含有-COO-基团，当向海藻酸钠的水溶液中添加钙离子时，G单元中的Na⁺会与这些二价阳离子发生交换，使海藻酸钠溶液向凝胶转变。形成一种时间可控，可注射的白色均质的水凝胶。它比常规合成的生物材料更接近活体组织，表面不易与细胞和蛋白质粘连，在性质上类似于细胞外基质部分。通过各种结构改造，海藻酸钠水凝胶可具有更多的功能并进行临床转化应用。

在声催化领域，纳米TiO₂作为声催化剂具有稳定、高效、无毒及廉价等优点，但纳米TiO₂的声响应范围较窄,活性成分损失大，不利于超声的应用。对纳米TiO₂进行表面改性,可增大声波吸收范围，提高声催化效率，此外，利用生物相容性较好的聚合物对纳米TiO₂表面进行修饰，可以增强其在体内的稳定性。本发明首先制备了生物相容性好、胶体稳定性高的功能性高分子聚合物，并以这些聚合物为表面改性剂，对声敏剂TiO₂进行表面改性，实现水凝胶的可逆降解。

进一步地，所述海藻酸钠水溶液的浓度为1.0％-5.0％；所述缩硫酮乙二胺与海藻酸钠的摩尔比为500:1。