CN105924652A - 一种自催化修复水凝胶及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自催化修复水凝胶及其制备方法与应用，所述自催化修复水凝胶由(N‑异丙基丙烯酰胺)‑丙烯酰肼共聚物与多羰基化合物在水溶液中反应而成，其中，酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，所述(N‑异丙基丙烯酰胺)‑丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B。本发明的自催化修复水凝胶以生物相容性聚合物PNIPAM为主体，生物相容性多元羰基化合物为交联剂，可以实现自催化的自修复过程，避免了外加催化剂带来的副作用，摆脱了对催化剂的依赖性，保障了自修复水凝胶的生物相容性及生物医药领域的应用性能，从而消除了现有自修复水凝胶无法真正应用到生物医药相关领域的缺陷。

Description

一种自催化修复水凝胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种水凝胶及其制备方法与应用，尤其是涉及一种自催化修复水凝胶及其制备方法与应用。
背景技术
水凝胶是以水为分散介质的凝胶，是一种高分子网络体系，性质柔软，能够保持一定的形状，可以吸收大量的水。水凝胶是在具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。
自修复水凝胶是当受到外界损伤之后具有自愈合能力的水凝胶，可自我修复是生命体与非生命体最大的区别之一，在身体受到外界伤害时，生命体的伤口可以自我修复并恢复机体的相关功能。而可以自我修复的水凝胶，尤其是由化学交联的水凝胶，其修复过程接近生命体的自我修复，不但在生物科学与工程领域(如人造器官，药物可控释放等方面)有着非常广阔的应用前景，还有望帮助人类揭开生命体自我修复的奥秘。因此，可以自我修复的水凝胶已经引起科学界的广泛关注。
目前报道的有关化学交联的自修复水凝胶大都是在适当的催化剂存在下实现的，如基于酸催化下的可逆亚胺基团的自修复，酸催化下的可逆肟自修复，酸或苯胺的催化下酰腙的自修复，以及非生物相容性有机凝胶及水凝胶的自修复等。这些催化剂虽然可以实现凝胶的自修复过程，但是高浓度的中强酸或苯胺等作为催化剂具有生物毒性，使可修复水凝胶的生物相容性大打折扣，且随着催化剂的流失水凝胶会逐渐失去自修复功能，无法真正应用到生命科学与工程材料领域中。
发明内容
本发明的目的就是提供一种自催化修复水凝胶，以解决现有自修复水凝胶对催化剂的依赖问题。
本发明的另一目的是提供一种制备自催化修复水凝胶的方法，以制备出无需催化剂即可实现自修复的水凝胶。
本发明的再一目的是提供一种自催化修复水凝胶在生物指示、人造器官和药物可控释放中的应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种自催化修复水凝胶，由(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物与多羰基化合物在水溶液中反应而成，其中，酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B，所述多羰基化合物是指至少含有两个羰基的化合物，
式中，R为H或C1～5的烷基。
优选地，所述R为H或甲基。
优选地，所述重复单元A占共聚物总质量的20～95％，更优选为50～95％。
优选地，所述多羰基化合物为单体化合物或为带有两个及以上端羰基或侧羰基的聚合物。更优选地，所述多羰基化合物为对苯二甲醛、丙酮醛、带有两个端羰基的聚乙二醇或带有两个端羰基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。
本发明的自催化修复水凝胶以生物相容性聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺)(以下简称PNIPAM)为主体，生物相容性多元羰基化合物为交联剂，具有人体温度范围内的相变温度，在生物医药领域具有广阔的应用前景。更重要的是，本发明的自修复水凝胶可以实现自催化的自修复过程，避免了外加催化剂带来的副作用，摆脱了对催化剂的依赖性，安全无毒，保障了自修复水凝胶的生物相容性及生物医药领域的应用性能，从而消除了现有自修复水凝胶无法真正应用到生物医药相关领域的缺陷。
一种制备自催化修复水凝胶的方法，包括以下步骤：将(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物溶于水中，加入多羰基化合物，其中酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，充分溶解后静置，即得到自催化修复水凝胶；所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B，
式中，R为H或C1～5的烷基，优选为H或甲基，更优选为H。
本发明方法的具体步骤为：
a、共聚，N-异丙基丙烯酰胺与式Ⅰ所示的丙烯酸酯类化合物在引发剂作用下，在溶剂中进行自由基共聚，得到(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物，
式中，R为H或C1～5的烷基，R＇为C1～5的烷基或羟基取代的烷基；
b、肼解，向(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物中加入水合肼将酯基肼解，得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物；
c、凝胶化，将(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物溶于水中，加入多羰基化合物，其中酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，充分溶解后静置，即得到自催化修复水凝胶。
本发明方法的更具体步骤为：
a、共聚，将以重量份计的100份异丙基丙烯酰胺与5～400份(优选为5～100份)丙烯酸酯类化合物溶于溶剂中，进行自由基共聚(优选为活性自由基聚合)，反应温度为30～120℃(优选为60～100℃)，反应时间为2～24h(优选为12～24h)，聚合结束后，向反应液中加入沉淀剂，沉淀除去残留单体，得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物；
b、肼解，将所得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物溶于与水互溶的溶剂中，加入水合肼，在50～100℃(优选为60～90℃)进行肼解，肼解时间为24～96h(优选为48～72h)，所得混合物再经透析和冷冻干燥，得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物；
c、凝胶化，将所得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物溶于水中，加入多羰基化合物并使其溶解，得自催化修复水凝胶。
在本发明方法中，所述步骤a中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二氧六环、二甲基亚砜；所述丙烯酸酯类化合物为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种，优选为丙烯酸酯。
在本发明方法中，所述步骤b是先将N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物溶于与水互溶的溶剂中，再加入水合肼进行肼解，所用的溶剂为二氧六环、甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺或二甲亚砜。
在本发明方法中，所述步骤b中水合肼的摩尔用量为(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物中酯基的摩尔量的2～20倍，优选为5倍。
在本发明方法中，所述多羰基化合物为具有两个及以上羰基的单体化合物或为带有两个及以上端羰基或侧羰基的聚合物。优选地，所述多羰基化合物为对苯二甲醛、丙酮醛、带有两个端羰基的聚乙二醇或带有两个端羰基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。
在本发明方法中，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物与多羰基化合物的质量之和占水凝胶总质量的5～20％。
本发明方法首先通过NIPAM与丙烯酸酯类化合物共聚得到无规共聚物；然后将所得共聚物用水合肼肼解；再与多羰基化合物反应生成具有自修复功能的水凝胶，制备方法简单方便。本发明方法通过调整酰肼基团与羰基基团的比值，实现了在不引入外来催化剂的前提下，自催化生成水凝胶，且所得水凝胶在受到损伤后可实现自我修复。
本发明提供的自催化修复水凝胶可以应用于生物指示、人造器官和药物可控释放等领域。
附图说明
图1是(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物和(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物的红外谱图。其中，P(NIPAM313-co-MA40)为(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物的红外图谱，P(NIPAM313-co-AH40)为(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物的红外图谱。
图2是(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物和(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物的核磁谱图。其中，(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物所用溶剂为CDCl3，(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物所用溶剂为DMSO-d6。
图3是实施例1所得水凝胶的自修复效果图。
具体实施方式
在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法，所用试剂未表明来源、规格的均为市售分析纯或化学纯。
本发明实施例公开了一种自催化修复水凝胶，由(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物与多羰基化合物在水溶液中反应而成，其中，酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B，
式中，R为H或C1～5的烷基，优选为H或甲基。
本发明实施例还公开了自催化修复水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
a、共聚，将以重量份计的100份异丙基丙烯酰胺与5～400份(优选为5～100份)丙烯酸酯类化合物溶于溶剂中，进行自由基共聚(优选为活性自由基聚合)，反应温度为30～120℃(优选为60～100℃)，反应时间为2～24h优选为(12～24h)，聚合结束后，向反应液中加入沉淀剂，沉淀除去残留单体，得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物。其中，丙烯酸酯类化合物为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种，优选为丙烯酸酯；所使用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二氧六环或二甲基亚砜，溶剂的用量为120～1000份。
b、肼解，将所得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物溶于与水互溶的溶剂中，加入水合肼，在50～100℃(优选为60～90℃)进行肼解，肼解时间为24～96h(优选为48～72h)，所得混合物再经透析和冷冻干燥，得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物。所用的溶剂为二氧六环、甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺或二甲亚砜。
c、凝胶化，将所得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物溶于水中，其中水的用量按照总固含量为5-20％加入，然后加入多羰基化合物并使其溶解，其中酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，待充分溶解后，静置，得自催化修复水凝胶；所用的多羰基化合物为单体化合物或为带有两个及以上端羰基或侧羰基的聚合物，优选为对苯二甲醛、丙酮醛、带有两个端羰基的聚乙二醇或带有两个端羰基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。
实施例1
共聚：将10gNIPAM、1g丙烯酸甲酯、5mg偶氮二异丁腈(AIBN)和50mgDDMAT链转移剂(DDMAT即十二烷基三硫代碳酸酯)溶于15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除去体系内氧气后在磁力搅拌下升温至60℃进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间为24h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油醚沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得白色粉末，即为(N-异丙基丙烯酰胺)—丙烯酸甲酯共聚物，称重计算单体转化率和平均分子量，得共聚物中重复单元NIPAM与重复单元丙烯酸甲酯的质量比约为10∶1。
肼解：将5g上述共聚物溶于10mL甲醇中，然后加入3.6mL水合肼，升温至70℃，肼解72h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析48h，除去多余的水合肼和甲醇，冷冻干燥，得到共聚物的肼解物，为白色粉末。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于14.5g水中，加入0.64g带有两个端醛基的聚乙二醇(以下简称为CHO-PEG-CHO，PEG的分子量为2300)，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.5∶1，充分溶解后，静置5min，即可得到自催化修复水凝胶。
对所得(N-异丙基丙烯酰胺)—丙烯酸甲酯共聚物及其肼解物进行红外检测和核磁表征，结果如图1和图2所示。
由图1所示的红外谱图可以看出，在3298cm-1具有-NH官能团，2972cm-1具有-CH官能团；另外共聚物中含有1730cm-1和1646cm-1分别为丙烯酸酯和酰胺对应的C＝O的吸收峰，证明了其共聚的结构。肼解后1730cm-1处的吸收峰消失，证明酯键被肼解为酰肼。
图2所示的核磁谱图可以看出，3.65ppm，4.00ppm处分别对应聚丙烯酸甲酯和PNIPAM的结构单元，并可以从峰面积证实共聚物的结构单元质量比与投料比接近；肼解后3.65ppm处的峰消失，而对应的PNIPAM的峰型不变，证明酯键被肼解，而酰胺键完好无损，同时在9.7ppm处出现了酰肼对应的质子峰，说明肼解得到了目标产物。
如图3所示，将所得水凝胶切开(如图3b)，在不添加任何催化剂的情况下，其可在24h内实现自修复(如图3c)，且即使在外加牵引力的作用下，也不会沿切口处破裂(如图3d)，说明该水凝胶具有优良的自修复能力。
实施例2
共聚：将10gNIPAM、10g丙烯酸丁酯和0.2g偶氮二异丁腈溶于20mL二氧六环中，并将其加入到100mL的反应瓶中，在磁力搅拌和氮气保护下升温至60℃进行普通自由基聚合，反应时间为8h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油醚沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得白色粉末，即(N-异丙基丙烯酰胺)—丙烯酸丁酯共聚物，共聚物中两重复单元的质量比约为1∶1。
肼解：将5g上述共聚物溶于5mL乙醇和10mL水合肼的混合溶剂中，升温至80℃，肼解48h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析48h，除去多余的水合肼和乙醇，冷冻干燥，得到共聚物的肼解物，为白色粉末。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于25.5g水中，加入3.4gCHO-PEG-CHO(PEG分子量为2300)，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为2∶1，充分溶解后，静置5min，即可得到自催化修复水凝胶。
实施例3
共聚：将10gNIPAM、2g甲基丙烯酸甲酯和0.1g五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)溶于15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除去体系内的氧气后，加入0.1gCuBr并在磁力搅拌和氮气保护下升温至60℃进行原子转移移自由基聚合，反应时间为16h，反应结束后，将反应体系冷却稀释，过氧化铝柱以除去CuBr，并用石油醚沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得白色粉末，即(N-异丙基丙烯酰胺)—甲基丙烯酸甲酯共聚物，共聚物中两重复单元的质量比约为5∶1。
肼解：将5g上述共聚物溶于10mL二氧六环和10mL水合肼的混合溶剂中，升温至100℃，肼解24h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析48h，除去多余的水合肼和二氧六环，冷冻干燥，得共聚物的肼解物，为白色粉末。
凝胶化：凝胶化：将1g上述肼解物溶于16.5g水中，加入2.5g CHO-PEG-CHO(PEG分子量为2300)，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2∶1，充分溶解后，静置1min，即可得到自催化修复水凝胶。
实施例4
共聚：同实施例1。
肼解：将5g上述共聚物溶于10mL水合肼中，升温至80℃，肼解48h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析48h，除去多余的水合肼和乙醇，冷冻干燥，得到共聚物的肼解物，为白色粉末。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于18g水中，加入1.7g带有两个端醛基的PNIPAM(PNIPAM的分子量为4000)，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.5∶1，充分溶解后，静置10min，即可得到自催化修复水凝胶。
实施例5
共聚：将10g NIPAM、1g丙烯酸羟乙酯和50mgCPDB链转移剂(即二硫代苯甲酸氰基异丙酯)溶于15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除去体系内氧气后在磁力搅拌下升温至60℃进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间为24h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油醚沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得白色粉末，即为NIPAM—丙烯酸羟乙酯共聚物，称重计算单体转化率和平均分子量，聚合物中两重复单元的质量比约为10∶1。
肼解：将5g上述共聚物溶于5mL乙醇和10mL水合肼的混合溶剂中，升温至80℃，肼解48h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析48h，除去多余的水合肼和乙醇，冷冻干燥，得到共聚物的肼解物，为白色粉末。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于14.5g水中，加入0.6g CHO-PEG-CHO(PEG分子量为2300)，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为2∶1，充分溶解后，静置5min，即可得到自催化修复水凝胶。
实施例6
共聚和肼解如实施例5。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于9g水中，加入0.05g对苯二甲醛，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为2∶1，充分溶解后，静置3min，即可得到自催化修复水凝胶。
实施例7
共聚和肼解如实施例5。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于9g水中，加入0.03g丙酮醛，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为2∶1，充分溶解后，静置3min，即可得到自催化修复水凝胶。
实施例8
共聚：将10g NIPAM、40g丙烯酸甲酯、5mg偶氮二异丁腈(AIBN)和50mg CPDB链转移剂(即二硫代苯甲酸氰基异丙酯)溶于50mL二氧六环中，并将其加入到100mL的反应瓶中，除去体系内氧气后在磁力搅拌下升温至60℃进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间为24h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油醚沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得微黄色粉末，即为NIPAM—丙烯酸甲酯共聚物，称重计算单体转化率和平均分子量，聚合物中两重复单元的质量比约为1∶4。
肼解：将5g上述共聚物溶于10mL甲醇中，然后加入10mL水合肼，升温至80℃，肼解72h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析48h，除去多余的水合肼和甲醇，冷冻干燥，得到共聚物的肼解物，为白色粉末。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于58g水中，加入5.3g CHO-PEG-CHO(PEG分子量为2300)，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为2∶1，充分溶解后，混合均匀，静置1min，即可得到温敏性自修复水凝胶。
实施例9
共聚：将10g NIPAM、0.5g丙烯酸甲酯、5mg偶氮二异丁腈(AIBN)和50mg DDMAT链转移剂(即十二烷基三硫代碳酸酯)溶于15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除去体系内氧气后在磁力搅拌下升温至60℃进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间为24h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油醚沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得白色粉末，即为NIPAM—丙烯酸甲酯共聚物，称重计算单体转化率和平均分子量，共聚物中重复单元NIPAM与重复单元丙烯酸甲酯的质量比约为20∶1。
肼解：将5g上述共聚物溶于5mL乙醇和10mL水合肼的混合溶剂中，升温至80℃，肼解72h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析48h，除去多余的水合肼和乙醇，冷冻干燥，得到共聚物的肼解物，为白色粉末。
凝胶化：将1g上述肼解物溶于18g水中，加入0.90g带有两个端醛基的聚乙二醇(PEG分子量为4300)，充分溶解后，加入1g冰醋酸，混合均匀，静置1min，即可得到温敏性自修复水凝胶。
对比例1
共聚及肼解同实施例1。
凝胶化：将1g所得肼解物溶于18.05g水中，加入0.95g CHO-PEG-CHO(PEG分子量为2300)，使酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1∶1，充分溶解后，静置5min，即可得到水凝胶。但自修复效果很差，48小时内不能修复。同样调节酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1∶1.2，得到的水凝胶在48小时内也不能修复。
对比例2
共聚及肼解同实施例1。
凝胶化：将1g所得肼解物溶于18.05g水中，加入0.95g CHO-PEG-CHO(PEG分子量为2300)，充分溶解后，加入1g冰醋酸，混合均匀，静置1min，即可得到水凝胶。该凝胶可以实现自修复，但催化剂的加入会影响其在生物医用领域的性能甚至产生毒性，并会随催化剂的流失丧失自修复性能。
自修复实验：
将实施例1～9和对比例1、2所得产物进行自修复实验，具体步骤如下：将得到的水凝胶沿中间切成两半，然后将切缝对齐放在一起，24h后观察修复情况，并用镊子沿切缝垂直方向拉伸验证凝胶是否修复。
结果发现：由实施例1～9所制备的水凝胶在不添加任何催化剂的情况下，可在24h内实现自修复，修复效果与添加催化剂的(对比例2)相比没有明显差异，且即使在外加牵引力的作用下，也不会沿切口处破裂；而对比例1所得的水凝胶在时间延长至48h仍不能有效修复，用镊子夹起时凝胶从切开自动分离。对比例2的水凝胶可以自修复，但是其自修复性能会随醋酸的流失而消失，且醋酸的加入也影响了自修复水凝胶的应用性能。

Claims (10)

1.一种自催化修复水凝胶，其特征是，由(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物与多羰基化合物在水溶液中反应而成，其中，酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B，
式中，R为H或C1～5的烷基。
2.根据权利要求1所述的自催化修复水凝胶，其特征是，所述R为H或甲基，所述重复单元A占共聚物总质量的20～95％。
3.根据权利要求1所述的自催化修复水凝胶，其特征是，所述多羰基化合物为单体化合物或为带有两个及以上端羰基或侧羰基的聚合物。
4.根据权利要求1所述的自催化修复水凝胶，其特征是，所述多羰基化合物为对苯二甲醛、丙酮醛、带有两个端羰基的聚乙二醇或带有两个端羰基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。
5.一种制备自催化修复水凝胶的方法，其特征是，包括以下步骤：将(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物溶于水中，加入多羰基化合物，其中酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，充分溶解后静置，即得到自催化修复水凝胶；所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B，
式中，R为H或C1～5的烷基。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物按以下步骤制备而得：
a、共聚，N-异丙基丙烯酰胺与式I所示的丙烯酸酯类化合物在引发剂作用下，在溶剂中进行自由基共聚，得到(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物，
式中，R为H或C1～5的烷基，R＇为C1～5的烷基或羟基取代的烷基；
b、肼解，向(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物中加入水合肼进行肼解，得(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述步骤b是先将(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物溶于与水互溶的溶剂中，再加入水合肼进行肼解。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征是，所述多羰基化合物为对苯二甲醛、丙酮醛、带有两个端羰基的聚乙二醇或带有两个端羰基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。
9.根据权利要求5或8所述的方法，其特征是，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物与多羰基化合物的质量之和占水凝胶总质量的5～20％。
10.权利要求1所述的自催化修复水凝胶在生物指示、人造器官和药物可控释放中的应用。
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