CN110522948B - 可注射水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了可注射水凝胶及其制备方法和应用。所述水凝胶组成包括酰肼基团修饰的透明质酸衍生物HA‑ADH、醛基化及侧链中修饰有邻苯二酚的双功能化透明质酸衍生物A‑HA‑Dop以及醛基封端的聚氧乙烯‑聚氧丙烯‑聚氧乙烯三嵌段共聚物A‑PEO‑PPO‑PEO‑A。一方面，醛基封端的A‑PEO‑PPO‑PEO‑A能够自组装成胶束，利用其热敏溶胶‑凝胶转变的特性构建水凝胶第一网络；另一方面，A‑PEO‑PPO‑PEO‑A胶束表面的醛基和A‑HA‑Dop上的醛基，可以与HA‑ADH上的酰肼基团在生理环境下形成酰腙键，构建水凝胶的第二、第三交联网络。通过物理作用力和可逆动态共价键作用力，获得拥有pH和温度双重响应性，快速自愈合，高稳定性，高粘附性，易延展，易压缩的可注射多网络交联水凝胶(HA‑Dop/PF)，可应用于组织修复材料、药物控释等生物医学领域。

Description

可注射水凝胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种可注射水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
水凝胶是一种可以溶胀的三维材料，通常是由亲水性的天然或合成的高分子聚合物构成的三维网状结构，丰富的水分子散布于网格之中，性质柔软，能保持一定的形状。水凝胶自身含有一定的水分，同时由于亲水残基的存在，还可以进一步吸收水分，直至水饱和状态。水凝胶的生物学性状接近于疏松结缔组织，具有较好的生物相容性，可作为创伤敷料、术后防粘连材料、细胞培养支架、蛋白递送等组织修复材料和药物控释材料，广泛应用于生物医学领域。
海洋贻贝可通过足丝粘附在许多类型材料的表面，这种特殊的生物粘附性能是因为贻贝足丝富含具有邻苯二酚结构的粘附蛋白。为了增强水凝胶材料的粘附性能，通常利用化学合成或改性的方法将具有粘附性的邻苯二酚基团引入到生物相容性的高分子链结构上，再进一步通过对邻苯二酚氧化偶联的方法制备具有粘附性的水凝胶。然而，这类制备粘附性水凝胶的方法存在较明显的不足：一方面，可能会涉及细胞毒性物质的引入或产生，如氧化剂高碘酸钠的引入会对周围组织造成毒性，氧化过程中也会有副产物产生。另一方面，由于在氧化交联的过程中会消耗部分邻苯二酚基团，使水凝胶的组织粘附性也受影响，通常表现出差的粘附性和弱的机械强度，进一步限制了邻苯二酚改性水凝胶材料在生物医学领域的应用。
发明内容
本发明的目的是为生物医用材料领域提供一种具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射水凝胶材料及其制备方法和应用，能够应用到组织工程修复和药物控释等领域。
本发明通过三嵌段共聚物的热敏溶胶-凝胶转变特性和席夫碱反应，同时引入具有组织粘附性的邻苯二酚基团而制得具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶材料。该体系由醛基封端的三嵌段聚合物A-PEO-PPO-PEO-A自组装形成胶束，利用其热敏溶胶-凝胶转变的特性构建水凝胶的第一交联网络体系；再通过A-PEO-PPO-PEO-A胶束表面的醛基和酰肼化的透明质酸HA-ADH，以及醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)上的醛基和HA-ADH上的酰肼基团，在生理环境下发生席夫碱交联反应，形成酰腙键构建水凝胶的第二、第三交联网络体系。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可注射水凝胶，所述水凝胶组成包括酰肼基团修饰的透明质酸衍生物HA-ADH、醛基化及侧链中修饰有邻苯二酚的双功能化透明质酸衍生物A-HA-Dop以及醛基封端的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物A-PEO-PPO-PEO-A。
进一步的，所述醛基封端的三嵌段聚合物A-PEO-PPO-PEO-A自组装形成胶束，构建第一交联网络结构；所述A-PEO-PPO-PEO-A胶束表面的醛基和透明质酸衍生物HA-ADH上的酰肼基团通过酰腙键形成第二交联网络结构；所述双功能化透明质酸衍生物A-HA-Dop上的醛基和HA-ADH上的酰肼基团通过酰腙键形成第三交联网络结构。
进一步的，所述HA-ADH、A-HA-Dop和A-PEO-PPO-PEO-A的摩尔比为1:0.3～1.5:0.3～1.5。
进一步的，所述HA-ADH的结构如下所示，其酰肼基团接枝率为：11％～49％；
Figure BDA0002183609910000021
进一步的，所述A-HA-Dop的结构式如下所示，其邻苯二酚接枝率为：1％～75％；A-HA-Dop的醛基化率为：12％～73％；
Figure BDA0002183609910000022
进一步的，所述A-HA-Dop中的邻苯二酚基团为3,4-二羟基苯基或3,4,5-三羟基苯基中的一种。所述3,4-二羟基苯基结构式为
Figure BDA0002183609910000031
3,4,5-三羟基苯基结构式为
Figure BDA0002183609910000032
进一步的，所述醛基封端的三嵌段聚合物A-PEO-PPO-PEO-A的结构式如下所示，其醛基化率为：12％～100％；
Figure BDA0002183609910000033
本发明还提供了上述可注射水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备酰肼基团修饰的透明质酸衍生物HA-ADH、醛基化及侧链中修饰有邻苯二酚的双功能化透明质酸衍生物A-HA-Dop以及醛基封端的三嵌段聚合物A-PEO-PPO-PEO-A；
(2)将制备的三种物质分别加水配制为组份A溶液、组份B溶液和组份C溶液；
(3)将组份A溶液、组份B溶液和组份C溶液混合静置，制得水凝胶。
所述步骤(1)中，醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备方式如下：
将三嵌段聚合物PEO-PPO-PEO溶于二氯甲烷中，加入0.2～2.4倍物质的量的戴斯-马丁试剂(Dess-Martin Periodinane)，在40℃下反应12～24h。反应完成后，待反应液冷却至室温后，通过减压蒸发将反应液除去，再在正己烷中沉淀、搅拌、离心，取沉淀物真空干燥，得到醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)。
酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备方法如下：
将透明质酸钠溶于去离子水，加入1～5倍物质的量的EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)/HOBt(1-羟基苯并三唑一水合物)和1～5倍己二酸二酰肼，将反应体系pH控制在4.75之间，在常温下反应24小时，再透析3～5天后冷冻干燥可得到酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)；
醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备方法如下：
将透明质酸钠溶于去离子水中，按透明质酸钠与高碘酸钠的物质的量之比为1：(0.3～1.5)的量加入高碘酸钠，在避光条件下反应6h，加入乙二醇终止反应，乙醇沉淀，去离子水复溶，常温下在去离子水中透析后冻干，得到醛基化透明质酸钠；
在常温下，将上述所制得的醛基化透明质酸钠溶于去离子水中，加入适量的EDC/NHS，调节pH为4～5，活化0.5～3h后，在惰性气体保护下，再按透明质酸钠与盐酸多巴胺的物质的量之比为(8～0.3)：1的量加入盐酸多巴胺溶液，搅拌反应9～36h，在pH为4～6的缓冲溶液中透析2～3天，然后在去离子水中透析，过滤，最后冷冻干燥得到醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)；
所述步骤(2)中，将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为1％～10％的溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)溶于去离子水配制成质量浓度1％～10％的溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％～20％的溶液，作为组份C溶液；
所述步骤(3)中，将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1:(0.3～1.5):(0.3～1.5)混合倒入模具中，等待数秒至数分钟，形成水凝胶。将上述所制得的水凝胶从模具中取出，得到具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
(1)本发明制备水凝胶的主要原料为天然多糖和三嵌段共聚物，生物相容性好，且被FDA批准可用于人体，有利于该水凝胶材料的临床应用；
(2)所述水凝胶在生理环境下具有剪切变稀的特性，使其兼具可注射性和原位成型性；此外，本发明的水凝胶具备三重交联网络结构，有利于增强水凝胶的强度，也有利于对水凝胶性能的更精细调控，如调节剪切变稀的特性，可调节其凝胶化时间，调控其可注射性。
(3)为了增强水凝胶材料的粘附性能，现有技术通常利用化学合成或改性的方法将具有粘附性的邻苯二酚基团引入到生物相容性的高分子链结构上，再进一步通过对邻苯二酚氧化偶联的方法制备具有粘附性的水凝胶。这类制备粘附性水凝胶的方法存在较明显的不足：一方面，对邻苯二酚氧化，可能会涉及细胞毒性物质的引入或产生，如氧化剂高碘酸钠的引入会对周围组织造成毒性，氧化过程中也会有副产物产生。另一方面，由于在氧化交联的过程中会消耗部分邻苯二酚基团，使水凝胶的组织粘附性也受影响，通常表现出差的粘附性和弱的机械强度，进一步限制了邻苯二酚改性水凝胶材料在生物医学领域的应用。本发明的三重交联网络结构使得水凝胶完整保留了邻苯二酚基团的粘附性；并且避免了邻苯二酚基团氧化交联所带来的组织毒性，提高了生物相容性，而且其组织粘附性可通过邻苯二酚基团引入的数量来调节；
(4)水凝胶第一网络的构建是基于A-PEO-PPO-PEO-A自组装能力和热敏溶胶-凝胶转变特性，A-PEO-PPO-PEO-A的溶胶-凝胶转变温度在28～40度间可调，高于转变温度时即为凝胶，赋予水凝胶温度敏感的特性；
(5)水凝胶第二、第三网络的构建基于酰腙键，是一种可逆动态化学键，在酸性pH下发生断裂，在碱性pH下重新生成，赋予水凝胶pH响应的自愈合特性；
(6)透明质酸水凝胶虽具有良好的组织相容性但缺乏强度、韧性，限制了透明质酸水凝胶的临床应用。三嵌段共聚物的引入，因其能自组装形成胶束且具有热敏溶胶-凝胶转变的特性，使得所述水凝胶的强度和韧性方面更加可控。
附图说明
图1为成胶前驱分子的合成路线。
图2为成胶前驱分子的1HNMR谱图，其中a)A-PEO-PPO-PEO-A,b)HA-ADH,c)A-HA和d)A-HA-Dop。
图3为实施例6所制备HA-Dop/PF水凝胶冻干后的扫描电镜图。
图4为实施例6所制备HA-Dop/PF水凝胶的溶胀率随时间变化情况。
图5为实施例6所制备HA-Dop/PF水凝胶进行流变学测试表征其自愈合性能；在0～200s间施加1％应变，在200～400s间施加200％应变致使水凝胶破坏，连续3个循环。
图6为实施例6所制备HA-Dop/PF水凝胶浸提液在NIH 3T3，HEK293，HCT116和HepG2细胞中培养2天后的细胞存活率情况。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。实施例选用的三嵌段共聚物为
Figure BDA0002183609910000051
F127(PF127)。
实施例1
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：具体反应参数见下表1：
表1制备不同醛基修饰度的A-PEO-PPO-PEO-A的反应参数表
Figure BDA0002183609910000061
将PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物PF127(0.5000g，0.0390mmol)溶解在40mL二氯甲烷中，加入戴斯-马丁试剂(Dess-Martin Periodinane)(0.0033g，0.0078mmol)，在40℃下反应12h。反应完成后，待反应液冷却至室温后，通过减压蒸发将反应液旋蒸至粘稠，再将粘稠的反应液滴入搅拌的正己烷中，室温下搅拌4小时，离心(3000r，5min)3～5次至上清液澄清，取沉淀物，放入真空干燥箱过夜干燥，得到醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)，呈白色粉末状。
该化合物经过1HNMR表征。将A-PEO-PPO-PEO-A溶于DMSO-d6后，以TMS为内标测试其1H NMR谱图。如图2a)所示，化学位移1.04ppm出峰为PF127中PPO嵌段中甲基上质子的化学位移，3.25-3.5ppm之间的峰代表着PEO中主链上质子的化学位移。化学位移9.58ppm的明显质子峰对应着A-PEO-PPO-PEO-A上两端醛基的质子(-CHO)，证明了PF127的醛基化反应成功，通过积分面积计算可知，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为12％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：具体反应参数见下表2：
表2制备不同酰肼修饰度的HA-ADH的反应参数表
Figure BDA0002183609910000062
称取0.5000g(0.1250mmol)透明质酸钠溶于100mL去离子水中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐EDC.HCl(0.0312g,0.1625mmol)，1-羟基苯并三唑一水合物HOBt(0.0220g,0.1625mmol)和己二酸二酰肼(0.0218g,0.1250mmol)，通过滴加1N的盐酸溶液，将反应体系pH控制在4.75，在常温下反应24小时，通过滴加1N氢氧化钠溶液将反应液的pH提高至7.0结束反应，将反应液转移到截留分子量为3500Da的透析袋中，在100mM氯化钠溶液中透析2天，再在去离子水中透析2天，冷冻干燥得到酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)。
该化合物经过1HNMR表征。将HA-ADH溶于D2O后，以TMS为内标测试其1HNMR谱图。如图2b)所示，与透明质酸钠(HA)的核磁图谱相比，新的共振峰出现在2.40ppm和2.24ppm的位置上，对应己二酸二酰肼侧链上的靠近酰肼键的亚甲基(CH2CH2CO)。另一个出现在1.64ppm的新共振峰对应己二酸二酰肼侧链上的远离酰肼键的亚甲基(CH2CH2CO)。而出现在2.01ppm的质子峰对应的是透明质酸主链上的甲基。证明成功制备了酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)，通过积分面积计算可知，其酰肼化率为11％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：具体反应参数见下表3：
表3制备不同醛基修饰度与不同邻苯二酚基团接枝率的A-HA-Dop的反应参数表
Figure BDA0002183609910000071
称取透明质酸钠(0.5000g，0.1250mmol)溶于100mL去离子水中，加入0.0080g(0.0375mmol)高碘酸钠，在避光条件下反应6h，加入650uL乙二醇终止反应，搅拌20min后在2000mL乙醇中沉降，得到棉花状固体，再用50mL去离子水复溶并转移到截留分子量为3500Da的透析袋中，在去离子水中透析后冷冻干燥，得到醛基化透明质酸钠(A-HA)；
该化合物经过1H NMR表征。将A-HA溶于D2O后，以TMS为内标测试其1H NMR谱图。如图2c)所示，出现在2.01ppm的质子峰对应的是透明质酸主链上的甲基。透明质酸的D-葡糖醛酸单元上相邻的二醇被氧化断裂形成2个醛基，醛基的共振峰出现在9.19ppm处，此开环的D-葡糖醛酸单元骨架上的氢的共振峰出现在5.19ppm，5.09ppm和4.99ppm。证明成功制备了醛基化透明质酸钠(A-HA)，通过积分面积计算可知，其醛基化率为12％。
在常温下，将上述所制得的A-HA溶于100mL去离子水中，分别加入适量的EDC(0.0312g，0.1625mmol)和NHS(0.0187g，0.1625mmol)，用1N盐酸溶液调节pH为4.4，活化羧基0.5h后，再加入盐酸多巴胺(0.0474g，0.2500mmol)，在氮气保护下，搅拌反应24h(pH始终维持在4.4)，将反应液装入截留分子量为3500Da的透析袋在pH为4.4的缓冲溶液中透析2天，然后在去离子水中透析1天，过滤出去不溶物，最后冷冻干燥得到醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)；
该化合物经过1HNMR表征。将A-HA-Dop溶于D2O后，以TMS为内标测试其1HNMR谱图。如图2d)所示，与透明质酸钠(HA)和醛基化透明质酸钠(A-HA)的核磁图谱相比，新的共振峰出现在3.20ppm和3.01ppm处，对应多巴胺上靠近氨基的亚甲基(CH2CH2NH2)。另一个出现在2.91ppm的新共振峰对应多巴胺上远离氨基的亚甲基(CH2CH2NH2)。而出现在6.75ppm的质子峰对应的是多巴胺上苯环的质子氢。证明成功制备了醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)，通过积分面积计算可知，其邻苯二酚基团接枝率为37％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:0.3:1.2充分混合后倒入模具中，静置240秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为29℃。
实施例2
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
将PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物PF127(0.5000g，0.0390mmol)溶解在40mL二氯甲烷中，加入戴斯-马丁试剂(Dess-Martin Periodinane)(0.0156g，0.0390mmol)，在40℃下反应24h。反应完成后，待反应液冷却至室温后，通过减压蒸发将反应液旋蒸至粘稠，再将粘稠的反应液滴入搅拌的正己烷中，室温下搅拌4小时，离心(3000r，5min)3～5次至上清液澄清，取沉淀物，放入真空干燥箱过夜干燥，得到醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)，呈白色粉末状。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为58％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
同实施例1，即酰肼化率为11％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
称取透明质酸钠(0.5000g，0.1250mmol)溶于100mL去离子水中，加入0.0401g(0.1875mmol)高碘酸钠，在避光条件下反应6h，加入650uL乙二醇终止反应，搅拌20min后在2000mL乙醇中沉降，得到棉花状固体，再用50mL去离子水复溶并转移到截留分子量为3500Da的透析袋中，在去离子水中透析后冷冻干燥，得到醛基化透明质酸钠(A-HA)，其醛基化率为73％。
在常温下，将上述所制得的A-HA溶于100mL去离子水中，分别加入适量的EDC(0.0312g，0.1625mmol)和NHS(0.0187g，0.1625mmol)，用1N盐酸溶液调节pH为4.4，活化羧基0.5h后，再加入盐酸多巴胺(0.0237g，0.1250mmol)，在氮气保护下，搅拌反应24h(pH始终维持在4.4)，将反应液装入截留分子量为3500Da的透析袋在pH为4.4的缓冲溶液中透析2天，然后在去离子水中透析1天，过滤出去不溶物，最后冷冻干燥得到醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)，其邻苯二酚基团接枝率为24％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:0.3:1.2充分混合后倒入模具中，静置190秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为29℃。
实施例3
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
将PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物PF127(0.5000g，0.0390mmol)溶解在40mL二氯甲烷中，加入戴斯-马丁试剂(Dess-Martin Periodinane)(0.0400g，0.3000mmol)，在40℃下反应24h。反应完成后，待反应液冷却至室温后，通过减压蒸发将反应液旋蒸至粘稠，再将粘稠的反应液滴入搅拌的正己烷中，室温下搅拌4小时，离心(3000r，5min)3～5次至上清液澄清，取沉淀物，放入真空干燥箱过夜干燥，得到醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)，呈白色粉末状。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为100％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
同实施例1，即酰肼化率为11％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
称取透明质酸钠(0.5000g，0.1250mmol)溶于100mL去离子水中，加入0.0134g(0.0625mmol)高碘酸钠，在避光条件下反应6h，加入650uL乙二醇终止反应，搅拌20min后在2000mL乙醇中沉降，得到棉花状固体，再用50mL去离子水复溶并转移到截留分子量为3500Da的透析袋中，在去离子水中透析后冷冻干燥，得到醛基化透明质酸钠(A-HA)，其醛基化率为29％。
在常温下，将上述所制得的A-HA溶于100mL去离子水中，分别加入适量的EDC(0.0312g，0.1625mmol)和NHS(0.0187g，0.1625mmol)，用1N盐酸溶液调节pH为4.4，活化羧基0.5h后，再加入盐酸多巴胺(0.0356g，0.1875mmol)，在氮气保护下，搅拌反应24h(pH始终维持在4.4)，将反应液装入截留分子量为3500Da的透析袋在pH为4.4的缓冲溶液中透析2天，然后在去离子水中透析1天，过滤出去不溶物，最后冷冻干燥得到醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)，其邻苯二酚基团接枝率为30％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:1.0:0.3充分混合后倒入模具中，静置180秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为31℃。
实施例4
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
同实施例1。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为12％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
称取0.5000g(0.1250mmol)透明质酸钠溶于100mL去离子水中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐EDC.HCl(0.0312g,0.1625mmol)，1-羟基苯并三唑一水合物HOBt(0.0220g,0.1625mmol)和己二酸二酰肼(0.1742g,1.0000mmol)，通过滴加1N的盐酸溶液，将反应体系pH控制在4.75，在常温下反应24小时，通过滴加1N氢氧化钠溶液将反应液的pH提高至7.0结束反应，将反应液转移到截留分子量为3500Da的透析袋中，在100mM氯化钠溶液中透析2天，再在去离子水中透析2天，冷冻干燥得到酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)，其酰肼化率为49％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
同实施例1，其醛基化率为12％，其邻苯二酚基团接枝率为37％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:1.5:1.5充分混合后倒入模具中，静置30秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为32℃。
实施例5
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
同实施例2。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为58％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
同实施例4，其酰肼化率为49％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
同实施例2，其醛基化率为73％，其邻苯二酚基团接枝率为24％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:1.5:1.5充分混合后倒入模具中，静置20秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为34℃。
实施例6
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
同实施例3。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为100％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
同实施例4，其酰肼化率为49％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
同实施例3，其醛基化率为29％，其邻苯二酚基团接枝率为30％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:1.0:0.3充分混合后倒入模具中，静置85秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为35℃。
实施例7
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
同实施例1。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为12％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
称取0.5000g(0.1250mmol)透明质酸钠溶于100mL去离子水中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐EDC.HCl(0.0312g,0.1625mmol)，1-羟基苯并三唑一水合物HOBt(0.0220g,0.1625mmol)和己二酸二酰肼(0.0871g,0.5000mmol)，通过滴加1N的盐酸溶液，将反应体系pH控制在4.75，在常温下反应24小时，通过滴加1N氢氧化钠溶液将反应液的pH提高至7.0结束反应，将反应液转移到截留分子量为3500Da的透析袋中，在100mM氯化钠溶液中透析2天，再在去离子水中透析2天，冷冻干燥得到酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)，其酰肼化率为33％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
同实施例1，其醛基化率为12％，其邻苯二酚基团接枝率为37％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:1.5:1.5充分混合后倒入模具中，静置55秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为40℃。
实施例8
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
同实施例2。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为58％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
同实施例7，其酰肼化率为33％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
同实施例2，其醛基化率为73％，其邻苯二酚基团接枝率为24％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:0.3:1.2充分混合后倒入模具中，静置110秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为38℃。
实施例9
(1)醛基封端的PEO-PPO-PEO三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)的制备：
同实施例3。其中，PF127两端的端羟基被氧化为醛基的程度大约为100％。
(2)酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)的制备：
同实施例7，其酰肼化率为33％。
(3)醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)的制备：
同实施例3，其醛基化率为29％，其邻苯二酚基团接枝率为30％。
(4)具有自愈合，高稳定性和高粘附性的智能可注射多网络交联水凝胶的制备：
将上述所制得的酰肼化的透明质酸衍生物(HA-ADH)配制成质量浓度为5％的水溶液，作为组份A溶液；将上述所制得的醛基与邻苯二酚基团双功能化的透明质酸衍生物(A-HA-Dop)配制成质量浓度5％的水溶液，作为组份B溶液；将上述所制得的醛基封端的三嵌段聚合物(A-PEO-PPO-PEO-A)配制成质量浓度为5％的溶液，作为组份C溶液；将A、B、C各组份溶液以HA-ADH：A-HA-Dop：A-PEO-PPO-PEO-A的物质的量之比为1.0:1.0:0.3充分混合后倒入模具中，静置140秒后形成水凝胶。该水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为36℃。
实施例10
将实施例6中得到的水凝胶冷冻干燥后，利用扫描电镜观察其微观形貌结构。由图3的扫描电镜照片可见，水凝胶内部呈三维网络交联的光滑多孔结构，孔隙大小比较均匀，孔径大小约200微米。
实施例11
将实施例6中得到的水凝胶冷冻干燥后，再重新浸泡于PBS缓冲溶液中，在37℃下孵育至预设时间点后，将水溶液吸出，用滤纸吸去水凝胶表面的水，然后称重并计算不同预设时间点下的溶胀率。由图4的溶胀率曲线可知，所述水凝胶的溶胀率随时间的延长，发生了显著变化。在2h时，水凝胶的溶胀率就达到了2600％，也就是说，溶胀所吸收的水分是其自身重量的26倍。随后，水凝胶的溶胀率持续增加，至8h左右，所述水凝胶依然稳定存在，且溶胀率达到了平台值约为3500％。所述水凝胶较高较快的溶胀行为有利于皮肤创伤等渗液的吸收，对避免感染和促进创伤修复具有重要意义。对其他实施例获得的水凝胶采用同样方法进行溶胀率测试，溶胀率均在1400％～3700％之间。
实施例12
将实施例6所得水凝胶进行流变学测试以表征其自愈合性能。对于每个应变间隔，幅度振荡应变从小应变(γ＝1.0％)切换到随后的大应变(γ＝200％)，间隔为200s。即使水凝胶经受1％的恒定应变200秒，然后将应变从1％增加至200％，并在200％应变下保持200s以完全破坏水凝胶。连续施加3个循环。由图5可知，水凝胶的储存模量G’为1600pa，损失模量G”为60Pa。在200％的应变作用下，其G’由1600pa下降至60Pa，而G”由60Pa上升至150Pa，此时G’<G”，也就是说水凝胶被完全破坏，呈现液体状。当应变恢复至1％时，其又立即自愈合形成水凝胶(G’>G”)，并且恢复了100％的强度。可见所述水凝胶具有优秀的自愈合性能。对其他实施例获得的水凝胶采用同样方法进行自愈合测试，均可在完全破坏的情况下迅速自愈合形成水凝胶并恢复强度。
实施例13
以新鲜猪皮为实验材料，测试水凝胶对组织的附着能力。选取新鲜的猪皮组织，并将皮肤组织切成10mm×30mm。将实施例6中的凝胶前驱体溶液ABC充分混合后，均匀涂抹于猪皮表面，再将另一层猪皮覆盖至涂抹了水凝胶前驱体溶液的猪皮上，粘接面积为10mm×10mm。随后，将猪皮置于室温下放置1h后，在万能材料试验机上进行搭接剪切试验来判断水凝胶对皮肤组织的粘附能力，该万能材料试验机配有50N的测压元件，速度为2mm/min。测试结果显示，实施例6中的水凝胶显示出良好的粘合强度(5.3±0.8kPa)，在伤口修复方面拥有巨大的潜力。对其他实施例获得的水凝胶采用同样方法进行粘合强度测试，粘合强度均在0.6～6.8kPa之间。
实施例14
建立了肝出血小鼠模型来测试水凝胶的体内止血能力。选取BALB/C小鼠，将小鼠麻醉后固定在手术软板上，行腹部切口将小鼠肝脏暴露，并用无菌纱布小心除去肝脏周围液体。在肝脏下方放置一张预先称过重量的滤纸，用规格为20G的注射器针头，引起肝脏出血，快速将实施例6中的水凝胶前驱体溶液涂覆到肝脏出血点位置。10分钟后，称量吸血后滤纸的重量。并与未进行水凝胶止血处理的对照组进行比较。结果显示，未经水凝胶止血处理的对照组，滤纸吸收了331.2±44.6毫克从肝脏流出的血液。而经过水凝胶止血处理的小鼠，肝脏流出的血液只有52.7±28.4毫克。表明本发明所述水凝胶具有良好的体内止血能力，而能否帮助出血部位快速止血在创伤修复初期起着至关重要的作用。对其他实施例获得的水凝胶采用同样方法进行体内止血能力测试，均具有良好的体内止血能力。
实施例15
为考察实施例6所得水凝胶的细胞相容性，将水凝胶置于30倍体积的不含血清的培养基中，于37℃下进行浸提48小时。所得到的浸提液加入10％胎牛血清后直接用于细胞培养，测试其细胞毒性。采用MTT法，分别测试了所得水凝胶浸提液在NIH 3T3细胞，HEK293细胞，HCT116细胞和HepG2细胞中培养2天后的细胞毒性。由图6可知，NIH 3T3，HEK293，HCT116和HepG2四种细胞的存活率均在90％以上，说明该水凝胶具有较好的细胞相容性。对其他实施例获得的水凝胶采用同样方法进行细胞相容性测试，2天后不同水凝胶产品下NIH3T3，HEK293，HCT116和HepG2四种细胞的存活率均在80％以上。

Claims (9)

1.一种可注射水凝胶，其特征在于，所述水凝胶组成包括酰肼基团修饰的透明质酸衍生物HA-ADH、醛基化及侧链中修饰有邻苯二酚的双功能化透明质酸衍生物A-HA-Dop以及醛基封端的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物A-PEO-PPO-PEO-A；
所述醛基封端的三嵌段聚合物A-PEO-PPO-PEO-A自组装形成胶束，构建第一交联网络结构；所述A-PEO-PPO-PEO-A胶束表面的醛基和透明质酸衍生物HA-ADH上的酰肼基团通过酰腙键形成第二交联网络结构；所述双功能化透明质酸衍生物A-HA-Dop上的醛基和HA-ADH上的酰肼基团通过酰腙键形成第三交联网络结构。
2.根据权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述HA-ADH、A-HA-Dop和A-PEO-PPO-PEO-A的摩尔比为1:0.3～1.5:0.3～1.5。
3.根据权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述HA-ADH的结构如下所示，其酰肼基团接枝率为：11％～49％；
Figure FDA0003094872240000011
4.根据权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述A-HA-Dop的结构式如下所示，其邻苯二酚接枝率为：1％～75％；A-HA-Dop的醛基化率为：12％～73％；
Figure FDA0003094872240000021
5.根据权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述A-HA-Dop中的邻苯二酚基团为3,4-二羟基苯基或3,4,5-三羟基苯基中的一种。
6.根据权利要求1所述的可注射水凝胶，其特征在于，所述醛基封端的三嵌段聚合物A-PEO-PPO-PEO-A的结构式如下所示，其醛基化率为：12％～100％；
Figure FDA0003094872240000022
7.一种可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备酰肼基团修饰的透明质酸衍生物HA-ADH、醛基化及侧链中修饰有邻苯二酚的双功能化透明质酸衍生物A-HA-Dop以及醛基封端的三嵌段聚合物A-PEO-PPO-PEO-A；
(2)将制备的三种物质分别加水配制为组份A溶液、组份B溶液和组份C溶液；
(3)将组份A溶液、组份B溶液和组份C溶液混合静置，制得水凝胶。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将制得的HA-ADH配制成质量浓度为1％～10％的溶液，作为组份A溶液；将制得的A-HA-Dop溶于去离子水配制成质量浓度1％～10％的溶液，作为组份B溶液；将制得的A-PEO-PPO-PEO-A配制成质量浓度为5％～20％的溶液，作为组份C溶液。
9.权利要求1～6任一项所述可注射水凝胶在制备组织工程修复材料、药物控释材料中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111110853B (zh) * 2019-12-16 2023-05-05 温州医科大学 生物粘附性的温敏材料及其制备方法和药物载体的应用
CN111171339B (zh) * 2019-12-18 2022-07-05 青岛大学 一种可注射水凝胶前驱液的制备方法可注射水凝胶及其应用
CN111110829A (zh) * 2019-12-24 2020-05-08 浙江大学 一种纳米防御素凝胶支架及其制备方法和应用
CN111253629B (zh) * 2020-03-17 2021-06-15 江苏地韵医疗科技有限公司 一种凝胶、其成套原料及应用
CN113521386A (zh) * 2020-04-17 2021-10-22 南京宁宇医疗器材有限公司 一种可注射型含rhBMP-2的骨修复水凝胶及其制备方法
CN113929792B (zh) * 2020-07-13 2023-03-10 孛朗孚(杭州)生物科技有限公司 一种醛基化修饰的透明质酸(钠)及其合成方法和应用
CN112898600B (zh) * 2021-02-07 2023-05-23 西安工业大学 一种聚多巴胺可逆粘附凝胶的分相制备方法
CN113209357B (zh) * 2021-05-14 2023-02-17 南方科技大学 复合止血粉
CN114392388A (zh) * 2021-12-23 2022-04-26 广州贝奥吉因生物科技股份有限公司 一种水凝胶组合物及其应用
CN114773628A (zh) * 2022-05-18 2022-07-22 中山大学 一种可自固化的3d打印水凝胶墨水、制备方法以及组织工程支架

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1953286A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-06 Nisshinbo Industries, Inc. Fabric and mask
CN108478867A (zh) * 2018-03-13 2018-09-04 中山大学 基于酰腙键的可注射高分子水凝胶、其制备方法及高分子水凝胶注射剂
CN108525003A (zh) * 2018-03-13 2018-09-14 中山大学 基于酰腙键和亲疏水自组装的双交联杂化水凝胶、其制备方法及皮肤组织创面修复剂
CN109718395A (zh) * 2019-02-28 2019-05-07 上海交通大学 基于动态亚胺键的多糖类聚合物可注射水凝胶及制法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1953286A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-06 Nisshinbo Industries, Inc. Fabric and mask
CN108478867A (zh) * 2018-03-13 2018-09-04 中山大学 基于酰腙键的可注射高分子水凝胶、其制备方法及高分子水凝胶注射剂
CN108525003A (zh) * 2018-03-13 2018-09-14 中山大学 基于酰腙键和亲疏水自组装的双交联杂化水凝胶、其制备方法及皮肤组织创面修复剂
CN109718395A (zh) * 2019-02-28 2019-05-07 上海交通大学 基于动态亚胺键的多糖类聚合物可注射水凝胶及制法和应用

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