发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶及其制备方法,所述聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶具有生物可降解性,并且PH敏感性高,更适用于作为口服药物释放载体使用。
本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶,含有聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)、聚丙烯酸和水。
优选的,所述聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)为式I结构的聚合物:
0.1≤x≤0.5。
本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶的制备方法,包括:
a)、将丙烯酸的缓冲溶液的PH值调节至8~9,得到第一反应溶液;
b)、向所述第一反应溶液加入聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)的缓冲溶液,得到第二反应溶液;
c)、向所述第二反应溶液加入引发剂得到第三反应溶液,将所述第三反应溶液经加热或辐照,得到反应产物;
d)、将所述反应产物放入去离子水中浸泡,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
优选的,所述聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)为式I结构的聚合物:
0.1≤x≤0.5。
优选的,所述聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)与所述丙烯酸的重量比为5~70∶30~95。
优选的,所述将丙烯酸的缓冲溶液的PH值调节至8~9的过程具体为:向丙烯酸的缓冲溶液加入氢氧化钠或氢氧化钾,所述氢氧化钠或氢氧化钾与所述丙烯酸物质的量的比为1.1~1.5∶1。
优选的,所述步骤c)具体为:向所述第二反应溶液加入过硫酸铵得到第三反应溶液,将所述第三反应溶液加热至60℃~80℃,得到反应产物。
优选的,所述步骤c)具体为:向所述第二反应溶液加入过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基二乙胺得到第三反应溶液,将所述第三反应溶液用波长为365nm的紫外光源进行辐照,得到反应产物。
优选的,所述丙烯酸的缓冲溶液的质量浓度为7%~13%。
优选的,所述聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)的缓冲溶液的质量浓度为7%~13%。
本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶的制备方法,它是由聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)与聚丙烯酸经交联得到,由于聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)和聚丙烯酸均具有PH敏感性,并且聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)具有生物可降解性,因此使最终制备的聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶不仅具有生物可降解性,而且PH敏感性高,PH响应速度快,更适用于作为口服药物释放载体使用。本发明还提供聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶,所述水凝胶不仅具有生物可降解性,而且PH敏感性高,具有较快的PH响应速度,药物释放时间较短,特别适用于作为口服药物释放载体使用。
具体实施方式
为了进一步了解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶,含有聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)、聚丙烯酸和水。
按照本发明,聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)优选为式(I)的聚合物,0.1≤x≤0.5。
本发明还实施例公开了一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶的制备方法,包括:
a)、将丙烯酸的缓冲溶液的PH值调节至8~9,得到第一反应溶液;
b)、向所述第一反应溶液加入聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)的缓冲溶液,得到第二反应溶液;
c)、向所述第二反应溶液加入引发剂得到第三反应溶液,将所述第三反应溶液经加热或辐照,得到反应产物;
d)、将所述反应产物放入去离子水中浸泡,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
按照本发明,将丙烯酸的缓冲溶液的PH值调节至8~9的目的在于使第一反应溶液成弱碱性,因为聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)不溶于酸性溶液,进而影响步骤c交联反应的正常进行。按照本发明,丙烯酸缓冲溶液的质量浓度优选为7%~13%,更优选为10%,优选采用磷酸盐缓冲液。将丙烯酸的缓冲溶液进行PH调节的方法可以为本领域技术人员熟知的方法,按照本发明,优选向丙烯酸的缓冲溶液中加入氢氧化钠或氢氧化钾,氢氧化钠或氧化钾与丙烯酸物质的量比为1.1~1.5∶1。
按照本发明,聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)的缓冲溶液的浓度优选为7%~13%,更优选为10%。聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)优选为式I结构的聚合物,0.1≤x≤0.5。
对于聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)优选使用中国专利CN101638462A公开的一种聚(L-谷氨酸)/聚(N异丙基丙烯酰胺)的水凝胶制备方法中有关聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)制备的步骤制备,具体制备步骤如下:
(1)制备聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)
将γ-苄基-L-谷氨酸酯-N-羧酸酐(BLG-NCA)用无水1,4-二氧六环溶解,将溶解后的溶解边搅拌边加入三乙胺,其中三乙胺与BLG-NCA的摩尔比为1∶5~100,然后将溶液在室温下静置72h,最后把溶液倒入乙醇中沉降,过滤,洗涤,室温真空干燥24小时,得到聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)。
(2)制备聚(L-谷氨酸)均聚物
将聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)用二氯乙酸溶解,然后将溶解后的溶液边搅拌边加入溴化氢质量含量为33%的溴化氢/冰醋酸混合溶液,溴化氢与聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)中苄基的摩尔比为1∶4,将溶液在30℃下搅拌1h,产物用丙酮沉降,过滤,洗涤,真空干燥,得到聚(L-谷氨酸)均聚物。
(3)聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)的制备
将聚(L-谷氨酸)与甲基丙烯酸羟乙酯单体混合溶于二甲基亚砜(DMSO)中得到溶液a,其中,聚(L-谷氨酸)重复单元和甲基丙烯酸羟乙酯单体的摩尔比为100∶10~50;
将N,N’-环己基碳二亚胺和4-二甲胺基吡啶溶于DMSO中得到溶液b,其中,N,N’-环己基碳二亚胺与溶液a中甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为2∶1;1,4-二甲胺基吡啶与溶液a中甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为1∶1;
将上述溶液b与溶液a混合后搅拌,室温反应72小时后过滤掉生成的沉淀物,滤液用三氯甲烷沉降,过滤,洗涤,真空干燥,得到聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)。
向第二反应溶解中加入引发剂,并将加入引发剂的溶液加热或辐照的作用是先使丙烯酸聚合得到聚丙烯酸,然后使聚丙烯酸与聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)发生交联。按照本发明,聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)与丙烯酸的重量比优选为5~70∶30~95。步骤c优选为向所述第二反应溶液中加入过硫酸铵得到第三反应溶液,将所述第三反应溶液经加热至60℃~80℃;或者向所述第二反应溶液中加入过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基二乙胺得到第三反应溶液,将所述第三反应溶液用波长为365nm的紫外光源进行辐照。
将反应产物放入去离子水中浸泡,按照本发明,浸泡时间优选为5~10天,更优选每天至少换水一次用以去除水凝胶中的杂质。
为了进一步了解本发明,下面结合实施例对本发明提供的聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶的制备方法进行描述。
实施例1
1、取0.005mol的BLG-NCA单体加入干燥的圆底烧瓶中,向圆底烧瓶中加入300mL无水二氧六环,BLG-NCA单体溶解,边搅拌圆底烧瓶中的溶液边加入0.002mol的三乙胺,然后将溶液在室温下搅拌反应72h,最后将溶液用3000mL乙醇沉降,过滤,用乙醇洗涤三次后,室温下真空干燥24h,得到聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)。
2、取5g步骤1制得的聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯),用50mL二氯乙酸溶解后边搅拌边加入30mL溴化氢质量含量为33%的溴化氢/冰醋酸溶液,然后将溶液在30℃下搅拌反应1.5h,最后用500mL丙酮沉降,过滤,用丙酮洗涤三次,室温真空干燥24h,得到聚(L-谷氨酸)。
实施例2
取1g实施例1制得的聚(L-谷氨酸)与0.1g甲基丙烯酸羟乙酯单体混合,溶于30mL DMSO中,将固体物全部溶解得到溶液a;再将0.20g N,N’-环己基碳二亚胺和0.10g 4-二甲胺基吡啶溶于1.5mL DMSO中得到溶液b;将上述溶液b倒入溶液a中,室温反应72小时后过滤掉生成的沉淀物,将滤液用400mL乙醚沉降,过滤,用乙醚洗涤三次,室温真空干燥24h,后40℃真空干燥24h,得到如式II结构的聚合物。
实施例3
取1g实施例1制得的聚(L-谷氨酸)与0.15g甲基丙烯酸羟乙酯单体混合,溶于30mL DMSO中,将固体物全部溶解得到溶液a;再将0.30g N,N’-环己基碳二亚胺和0.15g 4-二甲胺基吡啶溶于2.25mL DMSO中得到溶液b;将上述溶液b倒入溶液a中,室温反应72小时后过滤掉生成的沉淀物,将滤液用400mL乙醚沉降,过滤,用乙醚洗涤三次,室温真空干燥24h,后40℃真空干燥24h,得到如式III结构的聚合物。
实施例4
取1g实施例1制得的聚(L-谷氨酸)与0.3g甲基丙烯酸羟乙酯单体混合,溶于30mL DMSO中,将固体物全部溶解得到溶液a;再将0.60g N,N’-环己基碳二亚胺和0.30g 4-二甲胺基吡啶溶于4.5mL DMSO中得到溶液b;将上述溶液b倒入溶液a中,室温反应72小时后过滤掉生成的沉淀物,将滤液用400mL乙醚沉降,过滤,用乙醚洗涤三次,室温真空干燥24h,后40℃真空干燥24h,得到如式IV结构的聚合物。
实施例5
取1g实施例1制得的聚(L-谷氨酸)与0.5g甲基丙烯酸羟乙酯单体混合,溶于30mL DMSO中,将固体物全部溶解得到溶液a;再将1.0g N,N’-环己基碳二亚胺和0.5g 4-二甲胺基吡啶溶于7.5mLDMSO中得到溶液b;将上述溶液b倒入溶液a中,室温反应72小时后过滤掉生成的沉淀物,将滤液用400mL乙醚沉降,过滤,用乙醚洗涤三次,室温真空干燥24h,后40℃真空干燥24h,得到如式V结构的聚合物。
实施例6
1、取0.05g实施例2制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.1mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.95g丙烯酸与溶于0.9mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.5278g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0603g过硫酸铵,将溶液升温至70℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水一次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例7
1、取0.1g实施例2制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.1mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.9g丙烯酸与溶于0.9mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.5g氢氧化钾。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0572g过硫酸铵,将溶液升温至70℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水两次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例8
1、取0.3g实施例2制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.3mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.7g丙烯酸与溶于0.7mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.3889g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0445g过硫酸铵,将溶液升温至70℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水两次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例9
1、取0.5g实施例2制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.6mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.5g丙烯酸与溶于0.6mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.2778g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0318g过硫酸铵,将溶液升温至65℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水一次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例10
1、取0.7g实施例2制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.6mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.3g丙烯酸与溶于0.23mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.1667g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0191g过硫酸铵,将溶液升温至75℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中8天,每天换水一次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例11
1、取0.3g实施例3制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.3mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.7g丙烯酸与溶于0.7mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.3889g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0445g过硫酸铵,将溶液升温至72℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中6天,每天换水两次次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例12
1、取0.3g实施例3制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.3mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.7g丙烯酸与溶于0.75mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.3889g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0445g过硫酸铵、0.04mL N,N,N′,N′-四甲基二乙胺,然后将溶液置于波长为365nm的紫外光源下辐照。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水一次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例13
1、取0.5g实施例3制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.5mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.5g丙烯酸与溶于0.5mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.2778g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0318g过硫酸铵、0.025mLN,N,N′,N′-四甲基二乙胺,然后将溶液置于波长为365nm的紫外光源下辐照。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水一次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例14
1、取0.3g实施例4制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.3mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.7g丙烯酸与溶于0.7mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.3889g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0445g过硫酸铵,将溶液升温至70℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水一次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
实施例15
1、取0.3g实施例5制备的聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)溶于0.3mL磷酸盐缓冲溶液中。
2、取0.7g丙烯酸与溶于0.7mL磷酸盐缓冲溶液中,再加入0.2778g氢氧化钠。
3、将步骤2制得的溶液与步骤1制得的溶液混合,再加入0.0318g过硫酸铵,将溶液升温至65℃,恒温反应24小时。
4、将步骤3制得反应产物泡入去离子水中7天,每天换水一次,得到聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶。
本发明提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶的制备方法,它是由聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)与丙烯酸经交联得到,由于聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)和丙烯酸均具有PH敏感性,并且聚(L-谷氨酸-g-甲基丙烯酸羟乙酯)具有生物可降解性,因此使最终制备的聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶不仅具有生物可降解性,而且PH敏感性高,PH响应速度快,更适用于作为口服药物释放载体使用。本发明还提供一种聚(L-谷氨酸)/聚丙烯酸水凝胶,由于所述水凝胶具有生物可降解性及高PH敏感性,具有较快的PH响应速度,药物释放时间较短,特别适用于作为口服药物释放载体使用。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。