專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可注射聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可注射水凝膠，特別是一種聚膦腈交聯(lián)明膠復(fù)合水凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
可注射水凝膠是一類(lèi)獨(dú)特的組織工程材料，是指由水溶液中的聚合物原位交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與預(yù)成型支架相比，可注射水凝膠具有特定的優(yōu)勢(shì)，它不需要采用侵入性的埋植手術(shù)，通過(guò)注射即能填充任意形狀和大小的缺損，且易于與細(xì)胞和各種生物活性成分混合，很大程度上降低了植入體對(duì)機(jī)體組織的侵入性傷害?？勺⑸渌z材料，除了為數(shù)不多的幾種聚醚和聚醚_聚酯嵌段共聚物外，主要是各種天然或半天然的高分子材料，如明膠、殼聚糖、纖維素及它們的衍生物等。它們?cè)恍纬伤z主要是通過(guò)在高分子鏈之間形成物理交聯(lián)或共價(jià)化學(xué)交聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。采用化學(xué)交聯(lián)劑交聯(lián)得到的水凝膠，雖然穩(wěn)定性高，但往往由于小分子化學(xué)試劑的毒性會(huì)對(duì)細(xì)胞和生物活性物質(zhì)造成不利影響。溫敏性的物理交聯(lián)水凝膠具有在體溫環(huán)境下能自發(fā)形成三維凝膠的特性，是目前臨床上應(yīng)用得最多的一類(lèi)凝膠支架材料，但其凝膠過(guò)程和凝膠穩(wěn)定性易受環(huán)境因素影響。由于天然高分子和合成高分子在性能上的互補(bǔ)性，將它們進(jìn)行復(fù)合成為目前開(kāi)發(fā)新型組織工程支架材料的主流趨勢(shì)。但傳統(tǒng)的脂肪族聚酯等生物可降解合成高分子，由于一般情況下缺乏可反應(yīng)性側(cè)基，與天然高分子的相容性差，很難獲得均相的復(fù)合物以及均質(zhì)的降解行為。而聚膦腈是一類(lèi)具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子，其主鏈由磷氮原子以交替的單、雙鍵連接而成，磷上可帶兩個(gè)有機(jī)官能團(tuán)，改變有機(jī)側(cè)基的種類(lèi)和比例，即可獲得具有廣泛物理、 化學(xué)和生物學(xué)性能的大量膦腈聚合物。相對(duì)于聚酯而言，聚膦腈更容易側(cè)基功能化，賦予聚膦腈可反應(yīng)性，不僅有利于增強(qiáng)其與其他材料的相互作用，也可明顯改善材料的細(xì)胞親和性。因此，設(shè)計(jì)和制備具有某種功能化側(cè)基的水溶性聚膦腈，將其作為天然大分子的大分子交聯(lián)劑，無(wú)疑是發(fā)展一類(lèi)生物相容性好、綜合性能提高的可注射復(fù)合水凝膠材料的可行途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的可注射水凝膠及其制備方法，其特點(diǎn)在于應(yīng)用側(cè)基功能化的聚膦腈來(lái)交聯(lián)明膠，克服現(xiàn)有可注射水凝膠材料制備方法的缺點(diǎn)和不足，獲得一種可用于組織修復(fù)的可原位成型的聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠材料。本發(fā)明一種可注射聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠，由水溶性聚膦腈交聯(lián)明膠水溶液而得到，其中與明膠交聯(lián)的聚膦腈的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下式所示
權(quán)利要求
1. 一種可注射聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠，由水溶性聚膦腈交聯(lián)明膠水溶液而得到，其特征在于，其中與明膠交聯(lián)的聚膦腈的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下式所示
2.權(quán)利要求1的一種可注射聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)通過(guò)六氯環(huán)三磷腈單體在無(wú)水無(wú)氧條件下，220-280°C開(kāi)環(huán)聚合10-96小時(shí)，制備平均分子量為103_105、聚合度為10 5000的線性聚二氯磷腈，將線性聚二氯磷腈溶于干燥有機(jī)溶劑中得溶液A，其中-PNCl2-單元的濃度為0. 1 1摩爾/升；(2)將RH物質(zhì)溶于干燥有機(jī)溶劑中，溶液濃度為0.01-1摩爾/升，向其中加入氫化鈉， RH物質(zhì)與氫化鈉的摩爾比為1 1，于室溫下反應(yīng)12-24小時(shí)，制備RH物質(zhì)的醇鈉鹽有機(jī)溶液B ；(3)當(dāng)R’為-OR”或-(OCH2CH2)m-OCH3中的一種時(shí)，將R’H物質(zhì)溶于干燥有機(jī)溶劑中， 溶液濃度為1-3摩爾/升，向其中加入氫化鈉，R’ H物質(zhì)與氫化鈉的摩爾比為.1 1，于室溫_50°C下反應(yīng)24-48小時(shí)，制備R’ H物質(zhì)的醇鈉鹽有機(jī)溶液C ；(4)當(dāng)R’H物質(zhì)為甲胺或咪唑中的一種時(shí)，將R’ H物質(zhì)的鹽酸鹽直接溶于干燥有機(jī)溶劑中，溶液濃度為1-3毫摩爾/毫升，向其中加入三乙胺，R’ H物質(zhì)與三乙胺的摩爾比為 .1 2，制備溶液D ；(5)將步驟(2)中制得的溶液B滴加入步驟(1)中制得的溶液A，R物質(zhì)與-PNCl2-單元的摩爾比為0.2 1 2 1，機(jī)械攪拌下，在50-70°C反應(yīng)12-48小時(shí)，得反應(yīng)混合物溶液E ；(6)將步驟(3)中制得的溶液C或步驟(4)中制得的溶液D，滴加入步驟(5)中得到的溶液E，(R+R’ )物質(zhì)與-PNCl2-單元的摩爾比為4 48-72hr，得反應(yīng)混合物溶液F ；.1，機(jī)械攪拌下，在50-7(TC繼續(xù)反應(yīng)(7)反應(yīng)結(jié)束后，將溶液F旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除一部分溶劑得到粘稠狀液體，將此粘稠液體置于透析袋中，用去離子水透析純化3天，每6-12小時(shí)更換一次去離子水，透析結(jié)束后，將透析袋內(nèi)的溶液冷凍干燥即得R和R’共取代的聚膦腈；(8)將明膠和步驟(7)制備的聚膦腈分別溶于水或磷酸鹽緩沖溶液，溶液濃度 0. 05-0. 3克/毫升，將兩者于37°C混合均勻，靜置一段時(shí)間后獲得聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，有機(jī)溶劑為四氫呋喃、二氧六環(huán)、苯、甲苯中的一種或者其混合溶劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可注射聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠及其制備方法，屬于水凝膠技術(shù)領(lǐng)域，聚膦腈的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下x+y＝2，x不為0，n＝10-5000的整數(shù)；R為比例為側(cè)基總數(shù)的10～60％；R’為-NHCH3、-OR”、-(OCH2CH2)m-OCH3，比例為側(cè)基總數(shù)的40～90％，R”為甲基或乙基，m為1-50的整數(shù)。制備方法首先按以下線路制備聚膦腈然后將明膠和聚膦腈分別溶于水或磷酸鹽緩沖溶液，溶液濃度0.05-0.3克/毫升，將兩者于37℃混合均勻，靜置獲得聚膦腈/明膠復(fù)合水凝膠。本發(fā)明解決了物理交聯(lián)明膠水凝膠穩(wěn)定性差和小分子化學(xué)試劑交聯(lián)明膠水凝膠生物相容性差的不足。
文檔編號(hào)C08J3/075GK102219911SQ20111010927
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者曹曉艷, 楊小平, 毛吉富, 蔡晴, 蔡絨 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)