CN114652886A - 一种具有溶胀限制的光固化生物胶水及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有溶胀限制的光固化生物胶水及其制备方法，光固化生物胶水包括第二聚合物、光引发剂、交联剂以及水，第二聚合物的化学结构通式为：
Figure DDA0003551350990000011
R1独立地选取C1‑C10烷基；R2独立的选取C1‑C10的烷基，R3独立地选取羟基、羧基、氨基、巯基、醚类基团以及酯类基团中的一种，x、y、z分别代表各组分聚合分子个数，g代表双键的取代分子个数；R独立地选自带有功能团的C1‑C10碳链，所述功能团为异氰酸酯、卤代烃、酰氯、酸酐和羧酸中的一种；R4独立地选取C1‑C10碳链长度的烷基，或者为含双键、炔基、硫醇、苯、苯取代物、羟基、氨基或羧酸官能的碳链。本发明提供的光固化生物胶水具有在眼部生理水环境中抗溶胀、保持高透明度和生物粘合强度高及生物相容等优点。

Description

一种具有溶胀限制的光固化生物胶水及其制备方法
技术领域
本发明涉及医用材料技术领域，特别涉及一种具有溶胀限制的光固化生物胶水及其制备方法。
背景技术
眼科手术后伤口闭合或角膜移植通常采用缝合线缝合。然而缝合后常常伴随着一系列并发症的发生，包括缝线断裂、炎症、继发性新生血管形成、二次感染、散光和缝合线拆除等问题。例如，超过一半的角膜移植术后感染是由于缝合线缝合导致的并发症。因此，生物粘接剂用于为眼科手术无线缝合有望成为缝合线的替代产品。眼用粘接剂不仅避免了缝合线造成的术后感染、疤痕形成等并发症，而且设计制备成生物胶水制剂形式极大的简化了术后缝合操作和缩短了手术时间。
眼用生物粘合剂是一种新兴的缝合线替代品。密封剂或粘合剂在眼科的应用已有近50年的历史。这些材料通常是聚合物，作为液体应用于眼外伤部位，通过化学或物理交联固化并固定于眼部组织。在20世纪60年代使用氰基丙烯酸酯衍生物治疗角膜穿孔，然而由于其引起的严重炎症性异物反应，包括新生血管和组织坏死等限制了其应用。同时该粘合剂固化后形成白色不透明胶状物导致其无法用于角膜移植以及穿孔封堵。天然蛋白胶，例如明胶、纤维蛋白胶等用于眼部粘合往往存在粘合性能差或伴随潜在人畜共患疾病的传播或制备工艺中病毒残留等风险。随着眼部粘合剂的发展，
Figure BDA0003551350970000011
作为一种基于PEG合成的聚合物制备的透明生物胶水，其粘合效果好，具有良好的生物相容性，被FDA批准专门用于白内障手术切除后透明角膜切口的封堵。但由于
Figure BDA0003551350970000012
在眼部水环境中吸水溶胀后其粘合无法维持超过3天以上，从而无法用于角膜移植的粘合。因此，用于眼部术后无线缝合(特别是角膜移植)的生物胶水必须满足以下基本要求：(1)高度透明，(2)粘合强度高，(3)粘合稳定，(4)生物相容性良好，(5)可原位快速固化。基于以上要求设计一类具有溶胀限制功能、粘合强度高且透明的生物胶水满足眼科手术尤其是角膜移植的无线缝合及术后修复的需要是十分有必要的。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有溶胀限制的光固化生物胶水及其制备方法，旨在解决现有生物胶水粘合稳定性以及生物相容性均较差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种具有溶胀限制的光固化生物胶水，其中，包括第二聚合物、光引发剂、交联剂以及水，所述第二聚合物的化学结构通式为：
Figure BDA0003551350970000021
其中，R1独立地选取C1-C10烷基；R2独立的选取C1-C10的烷基，R3独立地选取羟基、羧基、氨基、巯基、醚类基团以及酯类基团中的一种，x、y、z分别代表各组分聚合分子个数，g代表双键的取代分子个数；R独立地选自带有功能团的C1-C10碳链，所述功能团为异氰酸酯、卤代烃、酰氯、酸酐和羧酸中的一种；R4独立地选取C1-C10碳链长度的烷基，或者为含双键、炔基、硫醇、苯、苯取代物、羟基、氨基或羧酸官能的碳链。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水，其中，按重量百分比计，所述光固化生物胶水包括100份的水，10-20份的第二聚合物，0.1-0.3份的光引发剂，0.2-2份的交联剂。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水，其中，所述光引发剂为核黄素、α-酮戊二酸和苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂中的一种或多种。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水，其中，所述交联剂为PEG(m)-DMA，其中m为500-10000之间的整数。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其中，包括步骤：
将丙烯酸羟乙酯类化合物、丙烯酰胺衍生物和丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯溶解于有机溶剂中，然后加入热引发剂并通入惰性气体，通过油浴进行加热处理后，制得第一聚合物；
将所述第一聚合物溶解于有机溶剂中，加入丙烯酸酯类亲核取代试剂，在常温下避光搅拌后，制得第二聚合物；
将所述第二聚合物溶解于蒸馏水中，加入光引发剂和交联剂并混合均匀，制得所述光固化生物胶水。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其中，所述丙烯酸羟乙酯类化合物的化学结构通式为
Figure BDA0003551350970000031
R1独立地选取C1-C10烷基；所述丙烯酰胺衍生物的化学结构通式为
Figure BDA0003551350970000032
R2独立的选取C1-C10的烷基，R3独立地选取羟基、羧基、氨基、巯基、醚类基团以及酯类基团中的一种；所述丙烯酸酯类亲核取代试剂的化学结构通式为
Figure BDA0003551350970000033
R独立地选自带有功能团的C1-C10碳链，所述功能团为异氰酸酯、卤代烃、酰氯、酸酐和羧酸中的一种；R4独立地选取C1-C10碳链长度的烷基，或者为含双键、炔基、硫醇、苯、苯取代物、羟基、氨基或羧酸官能的碳链。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其中，所述热引发剂为偶氮二异丁氰和苯甲酰中的一种或两种。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其中，所述丙烯酸羟乙酯类化合物与丙烯酰胺衍生物的摩尔比为1:4，所述丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯占所述丙烯酸羟乙酯类化合物与丙烯酰胺衍生物的总摩尔量的5％。
所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其中，所述第一聚合物的化学结构通式为
Figure BDA0003551350970000041
有益效果：本发明提供的光固化生物胶水具有在眼部生理水环境中抗溶胀、保持高透明度和生物粘合强度高及生物相容等优点。相比大多数商业化生物粘合剂，本发明解决了常规眼部生物粘合剂含水条件下粘附效果差的难题；同时，本生物粘合剂具有良好的溶胀限制性能从而保证了粘合剂在水环境应用场合中长期的粘合稳定性。因此，本发明提供的光固化生物胶水作为一种新兴的眼部粘合剂应用于角膜移植的无线缝合、白内障切除术后角膜切口的封堵等有着广泛的生物医用前景。
附图说明
图1为本发明光固化生物胶水的制备方法流程图。
图2为第二聚合物的1H-NMR核磁图；
图3为本发明中第二聚合物的合成技术路线图。
图4为光固化生物胶水含量与溶胀率实验结果图；
图5为光固化生物胶水对模拟角膜组织粘合稳定性测试结果；
图6为光固化生物胶水用于猪眼球角膜移植的无线缝合图；
图7为生物粘合剂对HCEC细胞的生物相容性测试结果图。
具体实施方式
本发明提供一种具有溶胀限制的光固化生物胶水及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种具有溶胀限制的光固化生物胶水，其中，包括第二聚合物、光引发剂、交联剂以及水，所述第二聚合物的化学结构通式为：
Figure BDA0003551350970000051
其中，R1独立地选取C1-C10烷基；R2独立的选取C1-C10的烷基，R3独立地选取羟基、羧基、氨基、巯基、醚类基团以及酯类基团中的一种，x、y、z分别代表各组分聚合分子个数，g代表双键的取代分子个数；R独立地选自带有功能团的C1-C10碳链，所述功能团为异氰酸酯、卤代烃、酰氯、酸酐和羧酸中的一种；R4独立地选取C1-C10碳链长度的烷基，或者为含双键、炔基、硫醇、苯、苯取代物、羟基、氨基或羧酸官能的碳链。
本发明提供的光固化生物胶水在一定波长光作用下引发自由基反应原位生成水凝胶，所述水凝胶可通过物理交联形成多个疏水结构域和分子链间以及分子链内的氢键作用实现良好的溶胀限制功能；合成的高分子聚合物产物结构中含有的丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯，其可以与生物组织表面游离羧基发生化学键合从而达到生物粘合效果。也就是说，本发明提供的光固化生物胶水具有溶胀限制、高透明度、强生物粘合以及良好的生物相容性等特性，该光固化生物胶水可应用于临床眼科手术中的无线缝合(角膜移植、角膜穿孔填充、白内障切除术后创口封堵等)。
在一些实施方式中，所述光固化生物胶水按重量份计包括100份的水，10-20份的第二聚合物，0.1-0.3份的光引发剂，0.2-2份的交联剂。在该比例范围内制得的光固化生物胶水具有更佳的溶胀限制、强生物粘合以及更佳的生物相容性。
在一些实施方式中，所述光引发剂为核黄素、α-酮戊二酸和苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂(LAP)中的一种或多种，但不限于此。
在一些实施方式中，所述交联剂为PEG(m)-DMA，其中m为500-10000之间的整数。作为举例，所述m可以为500、1000、2000、6000、10000等不同分子量。
在一些实施方式中，还提供一种具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，如图1所示，其包括步骤：
S10、将丙烯酸羟乙酯类化合物、丙烯酰胺衍生物和丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯溶解于有机溶剂中，然后加入热引发剂并通入惰性气体，通过油浴进行加热处理后，制得第一聚合物；
S20、将所述第一聚合物溶解于有机溶剂中，加入丙烯酸酯类亲核取代试剂，在常温下避光搅拌后，制得第二聚合物；
S30、将所述第二聚合物溶解于蒸馏水中，加入光引发剂和交联剂并混合均匀，制得所述光固化生物胶水。
具体来讲，所述第二聚合物的合成分成两步，先合成第一聚合物，然后再通过亲核取代反应在第一聚合物的结构中引入双键获得终产物第二聚合物。由丙烯酸羟乙酯类化合物和丙烯酰胺衍生物和AA-NHS为原料，以无水DMSO为溶剂，加入热引发剂(以AIBN为案列)后将其加热至一定温度后并反应一定时间后，通过丙酮沉淀获得第一聚合物。为了在第一聚合物结构中引入双键，以第一聚合物和丙烯酸酯等亲核取代试剂(以丙烯酸异氰酸(NCO)为案例)为原料，以无水DMSO为溶剂，混合溶解后，在常温条件下避光搅拌一段时间，最后使用丙酮将其混合物沉淀出来，并使用乙醚搅拌洗涤以纯化得到第二聚合物。
本实施例中，所述丙烯酸羟乙酯类化合物的化学结构通式为
Figure BDA0003551350970000071
R1独立地选取C1-C10烷基；所述丙烯酰胺衍生物的化学结构通式为
Figure BDA0003551350970000072
R2独立的选取C1-C10的烷基，R3独立地选取羟基、羧基、氨基、巯基、醚类基团以及酯类基团中的一种，所述第一聚合物的反应过程如下所示：
Figure BDA0003551350970000073
；所述第一聚合物的具体制备步骤为：将原料丙烯酸羟乙酯类化合物(原料A，以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为例)、丙烯酰胺衍生物(原料B，N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)为例)和丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯(AA-NHS，原料C)以一定比例溶解于无水二甲亚砜(DMSO)溶液中，加入一定量热引发剂，在通入氮气进行除氧气处理30min后油浴加热至一定温度后并反应一段时间，最后使用丙酮沉淀其反应产物，再使用乙醚搅拌洗涤三次后将其在常温条件下进行真空干燥处理，最后获得第一聚合物并密封保存于-20℃条件下。本实施例中，热引发可选用大部分商用热引发剂包括AIBN、BPO等可热分解产生自由基的分子，加热温度根据选取热引发的选择设定(AIBN为例，加热温度70-80℃)；加热时间：3-48h不等(根据分子量需求进行调节)。
所述第二聚合物的反应过程为：
Figure BDA0003551350970000081
，所述第二聚合物的具体制备步骤为：将第一聚合物溶解于无水DMSO溶液中，加入丙烯酸酯类亲核取代试剂(以丙烯酸异氰酸(NCO)为例)，在常温条件下避光搅拌一段时间后通过丙酮使其沉淀，并使用乙醚搅拌洗涤三次(每次6-8h)。最后在常温条件下真空干燥处理获得纯化的第二聚合物，密封保存于-20℃条件下，所述第二聚合物的1H-NMR核磁图如图2所示。本实施例中，所述丙烯酸酯类亲核取代试剂的化学结构通式为
Figure BDA0003551350970000082
R独立地选自带有功能团的C1-C10碳链，所述功能团为异氰酸酯、卤代烃、酰氯、酸酐和羧酸中的一种；R4独立地选取C1-C10碳链长度的烷基，或者为含双键、炔基、硫醇、苯、苯取代物、羟基、氨基或羧酸官能的碳链。本实施例第二聚合物中，g代表双键的取代分子个数，所述丙烯酸酯类亲核取代试剂通过与第一聚合物中的羟基发生取代反应从而实现双键官能团的引入。
本实施例中，将第二聚合物以一定浓度溶解于蒸馏水中，加入一定剂量光引发剂和交联剂PEG(m)-DMA。混合均匀后通入氮气进行除氧5min后再离心(3000rap/2min)除气泡，即制得光固化生物胶水。特别地，该光固化生物胶水需要现配现用。使用时，将配置好的光固化生物胶水滴加到需要粘合的部位后，进行光照(波长由光引发剂的种类决定)处理即可固化形成水凝胶从而实现生物组织的粘合。
在一些实施方式中，所述热引发剂为偶氮二异丁氰和苯甲酰中的一种或两种，但不限于此。作为举例，所述热引发剂优选为AIBN，所述AIBN占所述丙烯酸羟乙酯类化合物与丙烯酰胺衍生物的总摩尔量的0.1％，但不限于此。
在一些优选的实施方式中，所述丙烯酸羟乙酯类化合物与丙烯酰胺衍生物的摩尔比为1:4，所述丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯占所述丙烯酸羟乙酯类化合物与丙烯酰胺衍生物的总摩尔量的5％，但不限于此。
在一些优选的实施方式中，所述第一聚合物的合成反应温度和时间分别为70℃和24h。
在一些优选的实施方式中，所述第二聚合物的合成使用的丙烯酸酯类亲核取代试剂为丙烯酸异氰酸，其使用剂量为丙烯酸羟乙酯类化合物摩尔用量的4％。所述第二聚合物的合成反应时间为12h。
下面通过具体实施例对本发明做进一步的解释说明：
实施例1
第二聚合物技术路线
光固化生物胶水溶胀限制性能和粘合强度是其关键，丙烯酸酯类的选择和AA-NHS的含量起着决定性作用，本方案以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)和AA-NHS作为合成原料为案列，进行第一聚合物的实例说明。其具体合成路线如图3所示，首先要实现生物胶水的透明度和溶胀限制性能，HEMA和HEAA的比例最为关键。此处特别注明HEAA的作用在于调节第一聚合物的亲水性，因此一切相对HEMA亲水性更好的分子都能代替HEAA。一旦HEMA超过一定比例，第一聚合物将无法溶解于水中或者导致光固化的生物胶水不透明。HEMA与HEAA优化比例如表1所示；其次，AA-NHS的含量不仅决定其生物胶水的粘合性能，由于其分子本身疏水。因此，也会影响第一聚合物的溶解性，其优化比例如表2所示；最后，为了保证光固化后的生物胶水在机械性能上与角膜组织匹配，最简单的方法是调节第一聚合物的分子量(代表分子链长度)和双键的取代度。为调节第一聚合物的分子量，引发剂AIBN的使用量成为决定性因素，其次是反应时间。其AIBN的优化条件整理如表3所示；其双键取代度优化比例如表4所示。
表1：HEMA和HEAA比例优化方案
Figure BDA0003551350970000101
表2：以表1优选HEMA比HEAA的最佳比例为1：4，优化AA-NHS的含量
Figure BDA0003551350970000102
特别说明：mol％是以HEMA和HEAA的总摩尔数为100％。
表3：以表1优选HEMA比HEAA的最佳比例为1：4，和AA-NHS投料量为5mol％，进一步进行引发剂AIBN和反应时间的优化。
Figure BDA0003551350970000111
特别说明：mol％是以HEMA和HEAA的总摩尔数为100％。
优化后，AIBN重量份为0.1mol％，反应时间为24h。
表4：NCO投料量的优化
Figure BDA0003551350970000112
特别说明：mol％是以HEMA的总摩尔数为100％。
优化后，NCO的使用剂量为4mol％。
实施例2
可光固化生物胶水制备方案优化技术路线
为优化生物胶水光固化后的溶胀限制性能和机械力学性能，本发明设计中以优化生物胶水配方中组分及其比例以实现目的。主要包括第二聚合物、交联剂、光引发剂、光照时间等参数。以实施例1中各组分为例，其各组分优化参数如下表5所示。
表5:生物胶水配方中组分的优化
Figure BDA0003551350970000121
分别调节以上四个因素，以调节光固化生物胶水最终产品的综合性能，以机械性能和粘合性能为主要考虑因素。优选地，第二聚合物使用量为20wt％；光引发剂LAP使用量为0.2wt％且光照时间为1min；交联剂PEG(2000)-DMA的使用量为0.3wt％。
实施例3
光固化后生物胶水含量和溶胀率测试
将生物胶水固化成底面直径为0.5cm，高为0.5cm的圆柱体模具中。固化后取出浸泡于PBS溶液中，分别于不同时间(2、48、120和168h)取出，除去表面自由水后称其重量，最后计算其水含量。同时测量其底面直径和高度的变化，以计算吸水后的总体积变化作为溶胀率的表示形式，测试结果如图4和表6所示。
表6：生物粘合剂溶胀性能测定结果
浸泡时间(h) 水含量(％) 溶胀率(V/V<sub>0</sub>)
0 87.6 1
12 90.7 1.41
48 91.84 1.64
120 91.81 1.67
168 91.85 1.70
本固化的生物胶水在浸泡于PBS缓冲液中(pH 7.4)，48h内吸水达到溶胀平衡后保持稳定，继续监测7天，结果显示，当固化后的生物胶水达到溶胀平衡后水含量仍保持于91％左右，且总体积增加不到2倍，即可证明48h后不再自由溶胀。因此，结果表明本发明所述的光固化生物胶水具有良好的溶胀限制能力。
实施例4
剪切强度稳定性的测试
将配制好的生物胶水滴加20微升在仿角膜组织水凝胶上(长5cm、宽1cm)后直接将另一块仿角膜组织水凝胶覆盖于生物胶水处，405nm光照1min即可将仿角膜组织水凝胶粘接起来。将粘合后仿角膜组织水凝胶浸泡于PBS溶液中，在设定时间(48、120和168h)取出，擦干表面的水溶液之后在仿角膜组织水凝胶上背面使用胶水粘上尼龙纸(厚度：100μm)作为背衬以避免拉伸过程中发生形变。用拉伸测试仪进行粘合的剪切强度测试。测试结果如图5和表7所示。
表7：光固化生物胶水的粘合性能稳定性测试结果
浸泡时间(h) 剪切强度(kPa)
0 33.1
48 32.47
120 27.45
168 28.1
如上测试结果表明，与其溶胀性能测试结果对应，当光固化后的生物胶水达到溶胀平衡后，其机械性能保持稳定，从而维持稳定的粘合性能，经过在PBS缓冲液中浸泡7天后，其剪切强度和测试结果为28.1kPa，能够满足医用的需求。
实施例5
体外角膜移植模拟实验
选择猪眼球的角膜为模型测试所述光固化生物胶水体外粘合性能。测试方法为：选用从当地市场买回的完整猪眼球，将其最外表面角膜使用手术刀刮下约100μm厚度作为捐献的角膜。再将配制好的生物胶水滴加50μL到被刮后的角膜基底床上后使用捐献的角膜将其覆盖，光照(405nm)1min。使用手术镊子检测捐献角膜是否粘接牢固。粘接牢固后将移植角膜手术后的眼球浸泡于PBS缓冲溶液中，并于24h后再次取出被浸泡的眼球。我们发现尽管在PBS中浸泡24h，移植的角膜仍然牢固地粘接在被移植的角膜基底上，如图6所示。因此，上述实验结果显示，该光固化生物胶水能用于角膜移植的无线缝合并在水环境条件下能保持良好的粘合性能。
实施例6
爆破压力的测试
制备一个爆破压力装置，所述爆破压力装置为一密封空箱，底层与气阀相连，顶层具有一个半径为0.2cm的圆形孔，孔连接导管并使用注射器插入猪的完整眼球的角膜下方。通过对作角膜5mm切口处理后使用生物胶水并光固化后将切口封堵，然后开通气阀通气至所述光固化后的生物胶水被冲破，并检测冲破时所述爆破压力装置内部气压。并制备Gel-MA和商业化生物粘合剂VetbondTM作为对照进行以上测试，结果如下表8所示：
表8：爆破压力测试结果
组别 爆破压力(mmHg)
本光固化生物胶水 173
Vetbond<sup>TM</sup> 98
Gel-MA 107
其中，本可光固化生物胶水和制备的生物粘合剂Gel-MA以及商用生物粘合剂(VetbondTM)的测试结果表8所示，从以上数据中可以发现，本发明提供的产品相比对比应用例和现有技术，能够承受更大的压力，爆破压力高于150mmHg，并且远远超过正常的眼内压(10-21mmHg)，说明本发明提供的产品能够适用眼部环境，能够更好地满足医用的祈求。
实施例7
生物相容性测试
将不同含量的本生物胶水通过光固化于48孔板中，后将HCEC细胞接种到固化后的生物胶水上共培养，加入MEM培养基和10％的胎牛血清，置于37℃和5％的二氧化碳氛围的培养箱中，隔天换液。分别培养1、3和5天。利用CCK-8细胞活力检测试剂对细胞活力进行定量检测。然后使用酶标仪测试细胞活力的吸光度。测试结果如图7和表9所示。对照组为不做无任何处理的细胞，其细胞活力定义为100％。
表9:本生物粘合剂生物相容性检测结果
Figure BDA0003551350970000161
从上述数据结果和图7可以看出本生物胶水在与HCEC细胞分别共培养1、3和5天后，即使浓度高达10mg/mL其细胞活力检测结果均大于85％，因此，本光固化生物胶水具有良好的生物相容性，满足医用基本要求。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有溶胀限制的光固化生物胶水，其特征在于，包括第二聚合物、光引发剂、交联剂以及水，所述第二聚合物的化学结构通式为：
Figure FDA0003551350960000011
其中，R1独立地选取C1-C10烷基；R2独立的选取C1-C10的烷基，R3独立地选取羟基、羧基、氨基、巯基、醚类基团以及酯类基团中的一种，x、y、z分别代表各组分聚合分子个数，g代表双键的取代分子个数；R独立地选自带有功能团的C1-C10碳链，所述功能团为异氰酸酯、卤代烃、酰氯、酸酐和羧酸中的一种；R4独立地选取C1-C10碳链长度的烷基，或者为含双键、炔基、硫醇、苯、苯取代物、羟基、氨基或羧酸官能的碳链。
2.根据权利要求1所述具有溶胀限制的光固化生物胶水，其特征在于，按重量百分比计，所述光固化生物胶水包括100份的水，10-20份的第二聚合物，0.1-0.3份的光引发剂，0.2-2份的交联剂。
3.根据权利要求1-2任一所述具有溶胀限制的光固化生物胶水，其特征在于，所述光引发剂为核黄素、α-酮戊二酸和苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂中的一种或多种。
4.根据权利要求1-2任一所述具有溶胀限制的光固化生物胶水，其特征在于，所述交联剂为PEG(m)-DMA，其中m为500-10000之间的整数。
5.一种如权利要求1-4任一所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将丙烯酸羟乙酯类化合物、丙烯酰胺衍生物和丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯溶解于有机溶剂中，然后加入热引发剂并通入惰性气体，通过油浴进行加热处理后，制得第一聚合物；
将所述第一聚合物溶解于有机溶剂中，加入丙烯酸酯类亲核取代试剂，在常温下避光搅拌后，制得第二聚合物；
将所述第二聚合物溶解于蒸馏水中，加入光引发剂和交联剂并混合均匀，制得所述光固化生物胶水。
6.根据权利要求5所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸羟乙酯类化合物的化学结构通式为
Figure FDA0003551350960000021
R1独立地选取C1-C10烷基；所述丙烯酰胺衍生物的化学结构通式为
Figure FDA0003551350960000022
R2独立的选取C1-C10的烷基，R3独立地选取羟基、羧基、氨基、巯基、醚类基团以及酯类基团中的一种；所述丙烯酸酯类亲核取代试剂的化学结构通式为
Figure FDA0003551350960000023
R独立地选自带有功能团的C1-C10碳链，所述功能团为异氰酸酯、卤代烃、酰氯、酸酐和羧酸中的一种；R4独立地选取C1-C10碳链长度的烷基，或者为含双键、炔基、硫醇、苯、苯取代物、羟基、氨基或羧酸官能的碳链。
7.根据权利要求5所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其特征在于，所述热引发剂为偶氮二异丁氰和苯甲酰中的一种或两种。
8.根据权利要求5所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸羟乙酯类化合物与丙烯酰胺衍生物的摩尔比为1:4，所述丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯占所述丙烯酸羟乙酯类化合物与丙烯酰胺衍生物的总摩尔量的5％。
9.权利要求5所述具有溶胀限制的光固化生物胶水的制备方法，其特征在于，所述第一聚合物的化学结构通式为
Figure FDA0003551350960000031
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