CN102010488B - 一种温敏性可降解微水凝胶及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温敏性可降解的微水凝胶及其制备和应用,该微水凝胶结构如式M3所示:
Description
技术领域
本发明属于生物医用高分子材料领域,具体涉及一种温敏性可降解微水凝胶及其制备和应用。
背景技术
微凝胶是具有胶体尺寸(1nm~μm)的溶胀在良溶剂中的交联的乳胶粒,其分子结构介于支链大分子和聚合物宏观网络结构之间。根据溶剂的不同,聚合物凝胶又分为水凝胶和有机凝胶。其中微水凝胶在水溶液体系中能够均匀分散,具有良好的溶胀性能和对外界刺激的响应性能,因此微水凝胶在药物可控缓释和生物传感器等方面有巨大的应用前景。
目前关于聚合物水凝胶,尤其是刺激响应性水凝胶的研究比较热门。典型的外界刺激有温度、pH值、溶剂、盐浓度、光、声场、电场、压力等,当高分子凝胶受到这些外界刺激时发生体积变化,利用这种刺激响应特性,可以将高分子凝胶用作传感器、执行元件、开关。由此可以制得pH响应性凝胶、温度响应性凝胶、光响应性凝胶以及生化响应性凝胶等等。其中研究最多的是温度响应性微凝胶,特别对N-异丙基丙烯酰胺经交联共聚制成的微凝胶的研究尤为突出,因为温度改变容易控制,无论体内或体外都容易达到响应所需的条件。由于微水凝胶具有很好的生物相容性、对环境刺激的响应性能以及在水溶液中的均匀分布和可流动性,因此微水凝胶体系在生物医用、药物可控缓释的实际应用中具有更大的优势。
到目前为止,国内外有许多关于生物降解聚合物、智能水凝胶的报道,但是关于同时具有生物降解和智能响应的微凝胶的报道仍相对较少。其中报道的大部分的生物降解水凝胶不具有智能响应的性能,并且只是以块状本体水凝胶的形式存在,难以具有微凝胶这种胶体颗粒的尺寸可控性和在水介质中的流动性的特点,应用范围受限;另一方面,通过设计微水凝胶的组成与结构使其具有可降解的交联点的研究正在得到国内外研究者的广泛专注。
专利号为ZL200410013315.6的中国专利公开了一种生物可降解温度敏感性水凝胶及其制备方法,这种大孔魔芋葡甘聚糖水凝胶引入了N-异丙基丙烯酰胺单元,同时具有良好的温敏性能和生物降解性能,可以吸附和包埋药物应用于药物控释,但是该水凝胶是本体块状凝胶,不具有微水凝胶胶体颗粒的微小尺寸,缺少在水介质中的流动性,难以像微水凝胶一样能够有效输送到体内病变部位。
专利号为ZL 200610039297.8的中国专利公开了一种以N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸等为主单体,在化学交联剂存在下,引发聚合制备pH及温度双重敏感性纳米水凝胶的方法,其纳米水凝胶的粒径为30-200nm,但该制备方法还需要使用表面活性剂,造成纳米水凝胶的透析纯化时间长达2周,该种微水凝胶可以利用到医用药物领域,但由于其不具有生物降解性能,在生命体内长时间的残留会对生命体造成危害。
申请号为03115319.4的中国专利申请和专利号为ZL 200410017390.X的中国专利公开了一种温敏性可降解微凝胶及其制备方法,该微凝胶完全由合成高分子组成,具有反向的温度敏感性和可降解性,其主要可降解组分也为聚丙交酯链段,但其在微凝胶的制备过程中需要用到一种甚至多种非离子性表面活性剂,即乳化剂,这样不利于微凝胶的纯化,影响到其在生物医学领域的应用。
发明内容
本发明提供了一种温敏性可降解的微水凝胶,适合在生物医用、组织修复及药物可控和缓释中应用。
一种温敏性可降解的微水凝胶,其结构如式M3所示:
式M3中,m为L-乳酸的重复单元数,n为乙二醇的重复单元数,m=9~21,n=23~69。
上述式M3所示的温敏性可降解的微水凝胶通过以下方法制备:
由N-烷基丙烯酰胺单体M1和如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物交联剂在引发剂作用下经化学反应而成,M1、M2的质量比为(95~99.2)∶(0.8~5);
式M2中,m为L-乳酸的重复单元数,n为乙二醇的重复单元数,m=9~21,n=23~69。
所述的如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物具有可降解性和生物相容性,其数均分子量为2000~7000。
所述的N-烷基丙烯酰胺单体M1为具有温度敏感性的N-异丙基丙烯酰胺或N,N-双乙基丙烯酰胺单体。
所述的引发剂为本领域内常用自由基类引发剂,优选为过硫酸钾或过硫酸铵。
本发明提供了一种温敏性可降解的微水凝胶的制备方法,利用大分子单体合成的嵌段共聚物制备同时具有温敏性和可降解性能的微水凝胶,制备过程中无须使用表面活性剂,容易得到高纯度的微凝胶。
一种温敏性可降解的微水凝胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)将N-烷基丙烯酰胺单体M1用去离子水溶解配成M1溶液,其中,所述的N-烷基丙烯酰胺单体在去离子水中的质量百分比浓度为0.5-1.0%;
(2)再将式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物交联剂用四氢呋喃(THF)溶解配成M2溶液,其中,所述的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)三嵌段共聚物交联剂在四氢呋喃(THF)中的质量百分比浓度为0.70-5.0‰;
式M2中,m为L-乳酸的重复单元数,n为乙二醇的重复单元数,m=9~21,n=23~69;
所述的如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物具有可降解性和生物相容性,其数均分子量为2000~7000;
(3)将所述的M2溶液滴加到所述的M1溶液中,通入氮气净化体系后,升温至60℃~90℃,磁力搅拌下向体系中加入自由基类引发剂,通过引发剂引发两分子结构上唯一的双键发生聚合和交联的化学反应,反应6~12小时,制得如式M3所示的温敏性可降解的微水凝胶;
式M3中,m为L-乳酸的重复单元数,n为乙二醇的重复单元数,m=9~21,n=23~69;
其中,M1、M2的质量比为(95~99.2)∶(0.8~5)。
可选地,所述的N-烷基丙烯酰胺单体M1为具有温度敏感性的N-异丙基丙烯酰胺或N,N-双乙基丙烯酰胺单体。
可选地,所述的引发剂为本领域内常用自由基类引发剂,优选为过硫酸钾或过硫酸铵。所述的引发剂的用量可通过实验调整,优选引发剂的用量为N-烷基丙烯酰胺单体M1和如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物交联剂总重量的0.1%~5%。
所述的如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物交联剂可通过以下方法制备得到:
以如式M4所示的聚乙二醇为大分子引发剂,引发如式M5所示的L-丙交酯的开环聚合,再用如式M6所示的甲基丙烯酰氯处理两端羟基,合成了如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物;
具体可以采用以下过程制得数均分子量为2000~7000的如式M2所示的三嵌段共聚物:
(1)在氮气保护下将7~12g如式M4所示的聚乙二醇与4.32g如式M5所示的L-丙交酯加热熔融,搅拌下滴加0.1ml辛酸亚锡,抽真空后升温至130℃反应24小时。反应产物用氯仿溶解并在大量的正己烷中沉淀,如此三次,得到黄棕色油状粘稠液体,真空烘箱烘干至恒重备用。
(2)将步骤(1)中产物溶解在回流的四氢呋喃(THF)中,通氮气净化后用恒压漏斗逐滴将20ml的甲基丙烯酰氯THF溶液(甲基丙烯酰氯THF溶液由3.25ml如式M6所示的甲基丙烯酰氯溶解于20ml四氢呋喃中得到,其中甲基丙烯酰氯的量为过量)加入前面的混合物中,再加入三乙胺,保持滴加在冰盐浴中进行。待滴加完毕后撤去冰浴,室温下继续反应20小时。将产物用HCl溶液(体积分数30%)洗涤,静置分层,收集下层有机层,再用NaOH溶液(质量分数4.3%)洗涤,待其分层后收集有机层。最后用去离子水洗涤4次至水层呈中性。收集有机层,干燥恒重备用,得到式M2双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物交联剂。通过核磁共振表征制备得到的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物的分子结构。
本发明还提供了上述的温敏性可降解的微水凝胶在生物医用、组织修复及药物可控和缓释中的应用。如:通过将微水凝胶溶液进行离心、冷冻干燥得到微凝胶粉末,再将微凝胶粉末重新分散于抗癌药物阿霉素的磷酸缓冲盐溶液(简称PBS)中让其充分溶胀,这样可以将阿霉素装载到微水凝胶中。装载有阿霉素的微水凝胶再次离心和冷冻干燥,得到载有阿霉素的微水凝胶粉末。如果将载有阿霉素的微凝胶粉末重新于磷酸缓冲盐溶液中溶胀,阿霉素将缓慢的从微水凝胶中释放出来,根据环境温度的不同,阿霉素的释放速度不同。因此可以对微水凝胶进行装载药物,从而通过微水凝胶来控制药物的释放量和速度。另外,本发明所得微水凝胶在37℃下的磷酸缓冲盐溶液中会慢慢降解,因此微水凝胶在药物释放后将慢慢降解,其降解物对生物体无毒害作用,可应用在生物医用、药物控释领域。
本发明中,以如M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物为交联剂,其中聚(L-乳酸)为疏水性的可降解组分,聚乙二醇为亲水性组分,由于两端均接有双键,该三嵌段共聚物可以在水中形成稳定的胶束,进一步与N-烷基丙烯酰胺发生共聚反应;同时,由于三嵌段中同时存在着憎水嵌段的聚(L-乳酸)与亲水嵌段聚乙二醇,可以预见微凝胶能够同时装载亲水药物与疏水药物,从而能够在药物输送得到广泛应用;N-烷基丙烯酰胺单体M1与交联剂在引发剂的作用下其双键被打开,发生了共聚和交联反应,制备得到了温敏性可降解的微水凝胶。微水凝胶结构上的聚(L-乳酸)嵌段是一种可降解材料,其降解产物是乳酸。经载药处理的微水凝胶在外界作用下会发生降解。
本发明制得的具有温敏性和可降解性能的微水凝胶,成功实现了药物的可控释放和微凝胶的可控降解,该微水凝胶在温度的刺激下能引发的药物释放性,同时降解后的产物为低聚的乳酸等无公害产物,而且制备过程中无须使用表面活性剂,容易得到高纯度的微凝胶。这种新型的可生物降解和智能响应性微水凝胶显示了综合可控的性能,可应用在生物医用、药物控释领域。
本发明在不需要表面活性剂,同时引入温度响应性的聚(N-烷基丙烯酰胺)组分以及三嵌段共聚物中可降解的聚(L-乳酸)组分和生物相容性良好的聚乙二醇组分的情况下,提供了上述温敏性可降解的微水凝胶的制备方法,开辟了一条实现药物控释以及发展新型生物材料的重要途径。
与其他传统的微水凝胶及其制备方法相比,本发明具有以下有益的技术效果:
1.本发明微水凝胶结构中包含有温度敏感单元和可降解单元,从而同时具备温度敏感和可降解的双重性能。
2.本发明中微水凝胶是一种全新的可控药物载体,成功结合了良好的生物相容性和可降解性能。
3.本发明所采用的制备方法中,采用双键封端的可降解聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物作为交联剂,在水和THF的混合溶剂下由引发剂引发温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺发生聚合和交联制备得到微水凝胶,该微水凝胶结构上具有众多优点;同时避免使用表面活性剂,大大简化了纯化过程。
4.本发明所制备的微水凝胶可以在室温下载药,当温度在人体温度37℃时,微水凝胶发生体积相转变,将药物挤出释放,实现了对温度刺激的智能响应。
附图说明
图1为本发明中双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)(PLLA-PEG-PLLA)三嵌段共聚物的核磁共振图谱。
图2为本发明的温敏性可降解的微水凝胶的红外结果图。
图3为本发明的温敏性可降解的微水凝胶的扫描电镜照片。
图4为本发明的温敏性可降解的微水凝胶的粒径与环境温度的关系图。
图5为本发明的温敏性可降解的微水凝胶的药物缓释过程。
图6为本发明的温敏性可降解的微水凝胶的降解过程。
实施例1:
向100ml三口烧瓶中放入搅拌磁子,抽真空,用酒精灯烘烤除水,充氮气,反复三次。在氮气保护下向三口烧瓶中加入7.5g聚乙二醇(数均分子量为1000)与4.32g的L-丙交酯,加热使之熔融,搅拌下滴加0.1ml的辛酸亚锡,抽真空,油浴升温至130℃反应24小时。等产物降至室温,用尽量少的氯仿溶解产物,在大量的正己烷中沉淀,得到黄棕色油状粘稠状液体。倾去上层正己烷,再用少量的氯仿溶解,大量正己烷沉淀,沉淀离心、过滤,共进行三次后将沉淀烘干。
将烘干后的产物用40ml回流过的四氢呋喃溶解于100ml三口烧瓶中,接上25ml恒压漏斗,通氮气净化半小时后向恒压漏斗中加入20ml回流后的四氢呋喃与3.25ml甲基丙烯酰氯,再向三口烧瓶中加入4.4ml三乙胺。将三口烧瓶浸没于冰盐浴中,将恒压漏斗中的溶液于2小时内逐滴加入三口烧瓶中。滴加完毕后撤去冰浴,室温下继续反应20小时。
将产物倒入250ml分液漏斗中,用100ml的HCl溶液(体积分数30%)洗涤,静置分层,收集下层有机层,再用100ml的NaOH溶液(质量分数4.3%)洗涤,待其分层后收集有机层。最后将有机层用去离子水洗涤4次至水层呈中性。收集有机层,取部分直接冻干,剩余部分旋蒸除去大部分的氯仿和水,真空烘箱干燥备用。已知聚乙二醇数均分子量为1000,乙二醇的重复单元数为23,结合核磁结果表明该双键封端的三嵌段共聚物交联剂可表示为MA-PLLA9-PEG23-PLLA9-MA,两端为双键,乳酸的重复单元数为9,该交联剂的数均分子量为2466。上述交联剂的核磁共振图谱如图1所示,各峰的归属为δ=1.2~1.6(A,LA单元上的甲基),1.8(B,两端的乙烯基上的甲基质子),3.6(C,PEG中醚基团上的质子),4.3(D,开环聚合后LA与PEG键合处的亚甲基质子),5.2(E,LA单元上的质子),5.6(F,乙烯基上的质子),6.2(F,乙烯基上的质子),说明了三嵌段共聚物交联剂的成功合成。
取0.3g的N-异丙基丙烯酰胺单体用34.2ml的去离子水溶解在100ml三口烧瓶中,再将2.5mg的上述制得的交联剂用3.8ml THF溶解后滴加到N-异丙基丙烯酰胺单体水溶液中,通氮气净化体系20分钟。升温至70℃,磁力搅拌下向体系中加入2ml过硫酸钾溶液(5mg/ml)。反应6小时后降至室温。将产物溶液在3500转/分钟的转速下离心15分钟,除去沉淀。再将上层液体进行旋蒸,除去大部分溶剂后,于11000转/分钟转速下离心40分钟,除去上层液体,将沉淀重新用去离子水溶解后用超声波分散,得到可降解微水凝胶。图2为本发明的温敏性可降解的微水凝胶的红外结果图,其中3200-3600cm-1范围内的宽峰归属于酰胺-N-H的伸缩振动峰,1655cm-1强吸收峰归属于酰胺中的C=O和PLLA上C=O的伸缩振动,1547cm-1归属于仲酰胺-N-H的弯曲振动峰,在1160cm-1处有一个强而尖锐的吸收峰,是PEG中醚键C-O-C的伸缩振动峰,说明已经成功得到了由MA-PLLA9-PEG23-PLLA9-MA作为交联剂的聚N-异丙基丙烯酰胺微水凝胶。
图3为得到的微水凝胶的扫描电镜照片,从扫描电镜照片可以看到微水凝胶为球形,尺寸为200nm-800nm。图4为得到的微水凝胶的粒径与环境温度的关系图,图4中可以看到随环境温度的升高,微水凝胶的粒径减小,体现了微水凝胶的温度敏感性。
将纯化得到的微水凝胶溶液进行离心和冷冻干燥得到微水凝胶粉末,称取27.8mg的微水凝胶粉末重新分散在4ml的1.7×10-4M的阿霉素磷酸缓冲盐溶液中让其充分溶胀,缓慢搅拌12h后离心,将离心后的微凝胶冻干,进行药物释放实验。取冻干后的装载有阿霉素的微水凝胶粉末12.8mg,放入截流分子量为7000的透析袋中,再将透析袋置于3ml的PBS溶液中,定期将3ml溶液取出,换入新的3ml PBS溶液。将每次得到的PBS溶液进行紫外测试,得到其485nm下的紫外吸收值,可以得到微水凝胶的药物缓释过程,如图5所示,微水凝胶的药物缓释过程在开始阶段释放速度较快,在12000分钟内药物的释放量为26.5%。
另外,将所得微水凝胶分散于37℃下的磷酸缓冲盐溶液中,定时测试其光强变化,可以得到上述的微水凝胶降解过程中上述的微水凝胶对激光的散射光强随时间的变化图,如图6所示。从图6中可以看出微水凝胶对激光的散射光强着时间慢慢变小,说明微水凝胶在37℃下的磷酸缓冲盐溶液中慢慢发生降解。
实施例2:
向100ml三口烧瓶中放入搅拌磁子,抽真空,用酒精灯烘烤除水,充氮气,反复三次。在氮气保护下向三口烧瓶中加入11.25g聚乙二醇(数均分子量1500)与4.32g的L-丙交酯,加热使之熔融,搅拌下滴加0.1ml的辛酸亚锡,抽真空,油浴升温至130℃反应24小时。等产物降至室温,用尽量少的氯仿溶解产物,在大量的正己烷中沉淀,得到黄棕色油状粘稠状液体。倾去上层正己烷,再用少量的氯仿溶解,大量正己烷沉淀,沉淀离心、过滤,共进行三次后将沉淀烘干。
将烘干后的产物用40ml回流过的四氢呋喃溶解于100ml三口烧瓶中,接上25ml恒压漏斗,通氮气净化半小时后向恒压漏斗中加入20ml回流后的四氢呋喃与3.25ml甲基丙烯酰氯,再向三口烧瓶中加入4.4ml三乙胺。将三口烧瓶浸没于冰盐浴中,将恒压漏斗中的溶液于2小时内逐滴加入三口烧瓶中。滴加完毕后撤去冰浴,室温下继续反应20小时。
将产物倒入250ml分液漏斗中,用100ml HCl溶液(体积分数30%)洗涤,静置分层,收集下层有机层,再用100mlNaOH溶液(质量分数4.3%)洗涤,待其分层后收集有机层。最后将有机层用去离子水洗涤4次至水层呈中性。收集有机层,取部分直接冻干,剩余部分旋蒸除去大部分的氯仿和水,真空烘箱干燥备用。已知所用的聚乙二醇数均分子量为1500,乙二醇的重复单元数为35,结合核磁结果表明该双键封端的三嵌段共聚物交联剂可表示为MA-PLLA10-PEG35-PLLA10-MA,两端为双键,乳酸的重复单元数为10,该交联剂的数均分子量为3110。
取0.3g的N-异丙基丙烯酰胺单体用59.7ml的去离子水溶解在100ml三口烧瓶中,再将4.6mg的上述制得的交联剂用3.4ml THF溶解后滴加到N-异丙基丙烯酰胺单体水溶液中,通氮气净化体系20分钟。升温至60℃,磁力搅拌下向体系中加入0.9mL过硫酸钾溶液(0.5mg/mL)。反应8小时后降至室温。将产物溶液在3500转/分钟的转速下离心15分钟,除去沉淀。再将上层液体进行旋蒸,除去大部分溶剂后,于11000转/分钟转速下离心40分钟,除去上层液体,将沉淀重新用去离子水溶解后用超声波分散,得到温敏性可降解微水凝胶。
实施例3:
向100ml三口烧瓶中放入搅拌磁子,抽真空,用酒精灯烘烤除水,充氮气,反复三次。在氮气保护下向三口烧瓶中加入15g聚乙二醇(数均分子量2000)与4.32g的L-丙交酯,加热使之熔融,搅拌下滴加0.1ml的辛酸亚锡,抽真空,油浴升温至130℃反应24小时。等产物降至室温,用尽量少的氯仿溶解产物,在大量的正己烷中沉淀,得到黄棕色油状粘稠状液体。倾去上层正己烷,再用少量的氯仿溶解,大量正己烷沉淀,沉淀离心、过滤,共进行三次后将沉淀烘干。
将烘干后的产物用40ml回流过的四氢呋喃溶解于100ml三口烧瓶中,接上25ml恒压漏斗,通氮气净化半小时后向恒压漏斗中加入20ml回流后的四氢呋喃与3.25ml甲基丙烯酰氯,再向三口烧瓶中加入4.4ml三乙胺。将三口烧瓶浸没于冰盐浴中,将恒压漏斗中的溶液于2小时内逐滴加入三口烧瓶中。滴加完毕后撤去冰浴,室温下继续反应20小时。
将产物倒入250ml分液漏斗中,用100ml HCl溶液(体积分数30%)洗涤,静置分层,收集下层有机层,再用100ml NaOH溶液(质量分数4.3%)洗涤,待其分层后收集有机层。最后将有机层用去离子水洗涤4次至水层呈中性。收集有机层,取部分直接冻干,剩余部分旋蒸除去大部分的氯仿和水,真空烘箱干燥备用。已知聚乙二醇数均分子量为2000,乙二醇的重复单元数为46,结合核磁结果表明该双键封端的三嵌段共聚物交联剂可表示为MA-PLLA21-PEG46-PLLA21-MA,两端为双键,乳酸的重复单元数为21,该交联剂的数均分子量为5164。
取0.3g的N-异丙基丙烯酰胺单体用42.6ml的去离子水溶解在100ml三口烧瓶中,再将9.3mg的上述制得的交联剂用3.1ml THF溶解后滴加到N-异丙基丙烯酰胺单体水溶液中,通氮气净化体系20分钟。升温至80℃,磁力搅拌下向体系中加入0.6ml过硫酸钾溶液(5mg/ml)。反应10小时后降至室温。将产物溶液在3500转/分钟的转速下离心15分钟,除去沉淀。再将上层液体进行旋蒸,除去大部分溶剂后,于11000转/分钟转速下离心40分钟,除去上层液体,将沉淀重新用去离子水溶解后用超声波分散,得到温敏性可降解微水凝胶。
实施例4:
向100ml三口烧瓶中放入搅拌磁子,抽真空,用酒精灯烘烤除水,充氮气,反复三次。在氮气保护下向三口烧瓶中加入4.32g聚乙二醇(数均分子量3000)与4.32g的L-丙交酯,加热使之熔融,搅拌下滴加0.1ml的辛酸亚锡,抽真空,油浴升温至130℃反应24小时。等产物降至室温,用尽量少的氯仿溶解产物,在大量的正己烷中沉淀,得到黄棕色油状粘稠状液体。倾去上层正己烷,再用少量的氯仿溶解,大量正己烷沉淀,沉淀离心、过滤,共进行三次后将沉淀烘干。
将烘干后的产物用40ml回流过的四氢呋喃溶解于100ml三口烧瓶中,接上25ml恒压漏斗,通氮气净化半小时后向恒压漏斗中加入20ml回流后的四氢呋喃与3.25ml甲基丙烯酰氯,再向三口烧瓶中加入4.4ml三乙胺。将三口烧瓶浸没于冰盐浴中,将恒压漏斗中的溶液于2小时内逐滴加入三口烧瓶中。滴加完毕后撤去冰浴,室温下继续反应20小时。
将产物倒入250ml分液漏斗中,用100ml HCl溶液(体积分数30%)洗涤,静置分层,收集下层有机层,再用100ml NaOH溶液(质量分数4.3%)洗涤,待其分层后收集有机层。最后将有机层用去离子水洗涤4次至水层呈中性。收集有机层,取部分直接冻干,剩余部分旋蒸除去大部分的氯仿和水,真空烘箱干燥备用。已知聚乙二醇数均分子量为3000,乙二醇的重复单元数为69,结合核磁结果表明该双键封端的三嵌段共聚物交联剂可表示为MA-PLLA21-PEG69-PLLA21-MA,两端为双键,乳酸的重复单元数为21,该交联剂的数均分子量为6164。
取0.3g的N-异丙基丙烯酰胺单体用29.7ml的去离子水溶解在100ml三口烧瓶中,再将14.1mg的上述制得的交联剂用3.2ml THF溶解后滴加到N-异丙基丙烯酰胺单体水溶液中,通氮气净化体系20分钟。升温至90℃,磁力搅拌下向体系中加入1.3mL过硫酸钾溶液(5mg/ml)。反应12小时后降至室温。将产物溶液在3500转/分钟的转速下离心15分钟,除去沉淀。再将上层液体进行旋蒸,除去大部分溶剂后,于11000转/分钟转速下离心40分钟,除去上层液体,将沉淀重新用去离子水溶解后用超声波分散,得到温敏性可降解微水凝胶。
以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,还可以做出许多变型和改进,所有未超出权利要求所述的变型或改进均应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种温敏性可降解的微水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将N-烷基丙烯酰胺单体M1用去离子水溶解配成M1溶液,其中,所述的N-烷基丙烯酰胺单体在去离子水中的质量百分比浓度为0.5~1.0%;
(2)再将式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)三嵌段共聚物交联剂用四氢呋喃溶解配成M2溶液,其中,所述的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)三嵌段共聚物交联剂在四氢呋喃中的质量百分比浓度为0.70~5.0‰;
式M2中,m为L-乳酸的重复单元数,n为乙二醇的重复单元数,m=9~21,n=23~69;
所述的如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)三嵌段共聚物的数均分子量为2000~7000;
(3)将所述的M2溶液滴加到所述的M1溶液中,通入氮气净化体系后,升温至60℃~90℃,磁力搅拌下向体系中加入自由基类引发剂引发聚合和交联反应,反应6~12小时,制得如式M3所示的温敏性可降解的微水凝胶;
式M3中,m为L-乳酸的重复单元数,n为乙二醇的重复单元数,m=9~21,n=23~69;
其中,M1、M2的质量比为(95~99.2)∶(0.8~5)。
2.如权利要求1所述的温敏性可降解的微水凝胶的制备方法,其特征在于,所述的N-烷基丙烯酰胺单体M1为N-异丙基丙烯酰胺或N,N-双乙基丙烯酰胺单体。
3.如权利要求1所述的温敏性可降解的微水凝胶的制备方法,其特征在于,所述的引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
4.如权利要求1所述的温敏性可降解的微水凝胶的制备方法,其特征在于,所述的引发剂的用量为N-烷基丙烯酰胺单体M1和如式M2所示的双键封端的聚(L-乳酸)-聚乙二醇-聚(L-乳酸)三嵌段共聚物交联剂总重量的0.1%~5%。
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