[发明专利]聚氨酯类高分子聚合物水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚氨酯类高分子聚合物水凝胶及其制备方法和应用。该聚氨酯类高分子聚合物水凝胶包括聚氨酯类高分子聚合物以及溶胀溶剂。本发明上述水凝胶不仅生物相容性更好，毒性更低，且其在后续溶胀在水中形成水凝胶后，其通针性、胶凝温度、37℃弹性模量、运动粘度、密度、表面张力、透光率、折光度等特性均更贴合玻璃体，故而，由其作为玻璃体替代物使用，可替代性更强，使用效果更好。

技术领域

本发明涉及高分子水凝胶领域，具体而言，涉及一种聚氨酯类高分子聚合物水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

由于水凝胶的高含水量、优良的物理化学性质、高透明度、良好的组织相容性，其经常被探索于在眼部的应用，被认为是作为玻璃体填充的合适生物材料。水凝胶通常可以注射，可以使不稳定药物包封并保存生物活性，还可以作为载药体植入、晶状体替代物、干细胞运输、伤口修复保护剂等。水凝胶的性质通常是通过调节交联密度来实现的，可以通过改变浓度、分子量、分子结构或化学性质而在聚合物水平上实现。

温敏型水凝胶是一类物理交联的水凝胶，表现出独特的温度响应行为：它们在低温下是流动的液体，加热时自发形成固体状凝胶。凝胶在溶胀状态下其三维网状结构可以贮存大量水分子，其中基于PEG的凝胶由于生物相容性好，降解性优异等优点，越来越多地应用于制药领域。PEG链段与PLGA，PCL，PLA，PPG等链段可聚合形成A-B型双嵌段或者A-B-A/B-A-B型三嵌段温敏型凝胶，其物理力学性能可以在分子结构水平上通过改变亲水和疏水块的平衡来调节且通过调控两种嵌段的质量或者比例可以得到具有不同相转变温度的温敏材料。温敏型水凝胶遵循几种凝胶模型，包括胶束堆积、胶束桥接和最近的渗透胶束网络。例如，在胶束桥接模型中，共聚物的疏水嵌段形成到独立的胶束，而其它嵌段则在胶束间形成架桥状的连接从而导致了胶凝过程，疏水交联是这个过程中的关键。

聚氨酯类化合物在温敏型水凝胶中占有重要席地。聚氨酯是一类聚合物的总称，只要分子链中含有氨基甲酸酯基(-COONH)就可以称为聚氨酯，聚氨酯可以由很多类型的物质合成，一般有聚醚型和聚酯型。聚氨酯是一种由硬段和软段组成的常见聚合物，具有良好的生物相容性和可塑性，由于其优异的物理性能和良好的生物相容性，已经发现可以有许多应用比如作为生物材料。一般情况有两类刺激响应性聚氨酯水凝胶：一类是由亲水性多元醇制备，刺激性响应性二元醇和二异氰酸酯；另一类是含有聚氨酯基质和刺激响应性聚合物或颗粒的复合材料。

现有技术中，聚氨酯类温敏型水凝胶生物医用材料常使用以芳香族二异氰酸酯(如MDI)或者脂肪族二异氰酸酯(如HDI)作为硬段的聚氨酯聚合物。然而，芳香族二异氰酸酯降解的产物对生物体有较强的毒性，且较难降解，脂肪族二异氰酸酯虽然些微改善了降解产物的毒性问题，但其仍然较难降解。即上述两种材料只能作为生物惰性材料来使用，不具有生物活性，与组织不易牢固结合，易导致毒性、过敏性反应等。故而，有必要提供一种新的聚氨酯水凝胶型玻璃体替代物，以改善上述问题，使其具有更好的生物相容性及更低的生物毒性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种聚氨酯类高分子聚合物水凝胶及其制备方法和应用，以解决现有技术中聚氨酯生物医用材料存在的生物相容性较差、生物毒性较高等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚氨酯类高分子聚合物水凝胶，聚氨酯类高分子聚合物水凝胶包括：聚氨酯类高分子聚合物；以及溶胀溶剂；其中，聚氨酯类高分子聚合物由聚乙二醇、聚丙二醇、聚己内酯及接合剂聚合得到；接合剂具有式Ⅰ或式Ⅱ所示结构：