CN115490841B - 聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用 - Google Patents

聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115490841B
CN115490841B CN202211462527.7A CN202211462527A CN115490841B CN 115490841 B CN115490841 B CN 115490841B CN 202211462527 A CN202211462527 A CN 202211462527A CN 115490841 B CN115490841 B CN 115490841B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer
hydrogel
derivative
precursor
acid fatty
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211462527.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115490841A (zh
Inventor
请求不公布姓名
袁媛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hao Foil Medical Technology Shanghai Co ltd
Original Assignee
Hao Foil Medical Technology Shanghai Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hao Foil Medical Technology Shanghai Co ltd filed Critical Hao Foil Medical Technology Shanghai Co ltd
Priority to CN202211462527.7A priority Critical patent/CN115490841B/zh
Publication of CN115490841A publication Critical patent/CN115490841A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115490841B publication Critical patent/CN115490841B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/66—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G63/668—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0009—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
    • A61L26/0019—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L26/008—Hydrogels or hydrocolloids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/66—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G63/668—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/676—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Abstract

本发明属于材料科学和临床医学领域，具体涉及聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用。具体技术方案为，提供了一种新的聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯，并进一步在该化合物的基础上制备了第一聚合物和第二聚合物，第一、第二聚合物混合后，可形成光敏固化时间极短的水凝胶，对生物软组织进行粘合，并可有效减少软组织瘢痕的形成，具有广泛的应用前景。

Description

聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料科学和临床医学领域，具体涉及聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用。
背景技术
随着现代医疗技术的快速发展，医药行业对医用材料的要求也不断提高。不仅要求医用材料具有良好的生物安全性，还要求具备良好的生物力学性能、精确可控的降解或相变性能、与生物活性因子结合性能等。
可光敏固化的水凝胶应运而生。这类材料可在一定光照条件下固定，从而可适应复杂多变的临床情况。聚醚类二醇化聚二酸脂肪三醇酯是一种聚酯类高分子材料，具有优异的生物可降解性和生物相容性，在生物医学领域具有十分广泛的应用前景。该类材料还具有以下优势：（1）具有可控可调的主链结构，相对于生物材料领域常用的聚乙二醇材料，具有较低的溶胀度和较高的力学性能；（2）相对于传统的聚乳酸、聚己内酯等生物原材料，含有丰富的可修饰侧羟基，为多功能定制化改性提供可能；（3）良好的可加工性；（4）可作为生物活性因子、药物等的优良载体。综上所述，聚醚类二醇化聚二酸脂肪三醇酯是一种具有极大应用潜力的生物医用原材料。研究发现，部分聚醚类二醇化聚二酸脂肪三醇酯及其衍生物具有制备可光敏固化的水凝胶的潜力，但目前的研究还处于起步阶段，可调控性不强，存在光敏固化时间过长或固化时间不确定等缺点，在软组织伤口处使用后，也无法减少伤口疤痕的形成。
因此，如果能够提供一种可更精确控制固化时间，且在软组织伤口处使用后能够减少软组织疤痕形成的水凝胶，将极大地扩展医用可选材料，在临床上具有重要的实践价值。
发明内容
本发明的目的是提供新的聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用，固化时间可精准控制到秒，在伤口使用后能有效减少伤口疤痕的形成。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一类聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯，所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯命名为前体聚合物，所述前体聚合物的结构通式为：
Figure 193432DEST_PATH_IMAGE002
，
z为7，n为1～500，m为3～60，R为-CH3或者H。
相应的，利用所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯制备的衍生物，命名为第一聚合物，所述第一聚合物的结构通式为：
Figure 985939DEST_PATH_IMAGE003
，
z为7，n为1～500，m为3～60，R为-CH3或者H，X为H或
Figure 172201DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 770275DEST_PATH_IMAGE006
指 任何含有双键的官能团。
优选的，所述衍生物结构式为下列各化学结构式中的任意一项：各结构式中，n为1～500，m为3～60；
Figure 256751DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 485739DEST_PATH_IMAGE008
。
相应的，所述衍生物的制备方法，将所述前体聚合物和三乙胺溶解在无水N,N-二甲基甲酰胺中，然后滴加丙烯酰氯，0℃搅拌反应。
相应的，利用所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯制备的衍生物，命名为第二聚合物，所述第二聚合物的结构通式为：
Figure 923411DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，z为7，n为1～500，m为3～60，R为-CH3或者H；Y为H或
Figure 794415DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 869818DEST_PATH_IMAGE014
指 任何含有醛基的官能团。
优选的，所述衍生物结构式为下列各化学结构式中的任意一项：各结构式中，n为1～500，m为3～60；
Figure 771172DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 197605DEST_PATH_IMAGE018
。
相应的，所述衍生物的制备方法，将所述前体聚合物、对醛基苯甲酸、N,N'-二异丙基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶溶解至无水N,N-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌反应。
相应的，所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯或所述利用所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯制备的衍生物在水凝胶领域中的应用。
相应的，一种水凝胶，配方包括所述第一聚合物和所述第二聚合物。
相应的，所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯或所述利用所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯制备的衍生物或所述水凝胶在制备生物软组织粘合产品或制备减少软组织瘢痕形成的产品中的应用。
本发明具有以下有益效果：本发明提供的水凝胶可将固化时间精确控制到秒级。在临床或其他应用场合，可先将水凝胶前体溶液涂在需要部位，待需要固化时，使用特定波长的光照射待固化区域几秒钟即可完成固化，其余暂不用固化区域可暂不照射，待需要时再进行光照即可，从而精确实现固化时间、地点；制备完成后的水凝胶前体溶液可在避光环境下保持有效状态1个月以上。
所述水凝胶所用的合成原料及其降解产物均为人体本身所有，生物安全性高，不易引起炎症或异物反应。且该水凝胶在合成和相变过程中反应条件温和，不引起生物活性物质变形，因此可良好地负载、保护和递送生物活性物质。本发明提供的水凝胶用于软组织伤口处，在伤口愈合后，还可有效减少疤痕的形成。
基于以上的特点，本发明公开的水凝胶可作为一种较为通用的医疗器械基础材料，用于不同组织、器官，不同环境、状态下的保护、修复、再生以及特殊要求的达成。同时，亦可作为其他医疗器械，例如医疗3D打印的基础材料。
附图说明
图1为本发明制备的前体聚合物1的化学结构式和核磁共振氢谱图；
图2为本发明制备的前体聚合物2的化学结构式和核磁共振氢谱图；
图3为本发明制备的前体聚合物1的傅里叶变换红外光谱图；
图4为本发明制备的前体聚合物2的傅里叶变换红外光谱图；
图5为本发明制备的前体聚合物1、2的细胞相容性结果示意图；
图6为本发明制备的第一聚合物1的化学结构式和核磁共振氢谱图；
图7为本发明制备的第一聚合物2的化学结构式和核磁共振氢谱图；
图8为本发明制备的第一聚合物1的傅里叶变换红外光谱图；
图9为本发明制备的第一聚合物2的傅里叶变换红外光谱图；
图10为本发明制备的第二聚合物1的化学结构式和核磁共振氢谱图；
图11为本发明制备的第二聚合物2的化学结构式和核磁共振氢谱图；
图12为本发明制备的第二聚合物1的傅里叶变换红外光谱图；
图13为本发明制备的第二聚合物2的傅里叶变换红外光谱图；
图14为本发明制备的水凝胶组1的流变学表征示意图；
图15为本发明制备的水凝胶组2的流变学表征示意图；
图16为本发明制备的各组水凝胶的细胞相容性结果示意图；
图17为本发明制备的各组光敏水凝胶的力学表征结果示意图；
图18为本发明制备的各组光敏水凝胶的组织粘合强度结果示意图；
图19为本发明制备的各组光敏水凝胶的降解速率结果示意图；
图20为缝线方式缝合伤口形成瘢痕情况示意图；
图21为氰基丙烯酸酯粘合剂粘合伤口形成瘢痕情况示意图；
图22为本发明制备的组1水凝胶粘合伤口形成瘢痕情况示意图；
图23为本发明制备的组2水凝胶粘合伤口形成瘢痕情况示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种水凝胶。所述水凝胶配方包括：第一聚合物、第二聚合物和光引发剂。第一聚合物和第二聚合物的质量比为1:6～1:1，优选为1:5～1:1，更优选为1:4。光引发剂和第一聚合物的质量比为0.5%～2%，优选为0.5%～1%。
第一聚合物、第二聚合物在前体聚合物基础上制备获得。所述前体聚合物为一种新的聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯，其数均分子量为5000～500000Da，优选为5000～100000Da。所述前体聚合物的分子量分布系数为1.0～2.0。前体聚合物结构式如下：
Figure 839677DEST_PATH_IMAGE020
z为7，n为1～500，n优选为1～50，m为3～60，R为-CH3或者H。
所述第一聚合物为侧基含有可光交联分子的聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯；更优选的方案为：所述第一聚合物由聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯经双键修饰后得到，优选为由含双键的修饰物质取代聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯上的侧羟基后得到；更优选的方案为：侧基含有可光交联分子的聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯衍生物的双键接枝率，为25%～100%，更优选为25%～75%，进一步优选为25%～50%。
一种实施方式下，第一聚合物的侧链包括具有双键的光可交联分子，所述第一聚合物结构式如下：
Figure 769587DEST_PATH_IMAGE021
其中，z为7，n为1～500，n优选为1～50，更优选为1～20，m为3～60，优选为5～60，R 为-CH3或者H，X为H或
Figure 871535DEST_PATH_IMAGE023
，“
Figure 749711DEST_PATH_IMAGE025
”指任何含有双键的官能团，优选为
Figure 431359DEST_PATH_IMAGE027
。
第一聚合物的数均分子量为5000～500000Da，优选为5000～100000Da，分子量分布系数为1.0～2.0。
所述第一聚合物可在光引发剂作用下经300～700nm波长的光照交联，波长优选为350～450nm，更优选为405nm。
所述第二聚合物的侧链包含可发生醛氨反应的包含醛基结构的分子，结构式如下所示：
Figure 746934DEST_PATH_IMAGE029
。
其中，z为7，n为1～500，n优选为1～50，m为3～60，R为-CH3或者H，Y为H或
Figure 987160DEST_PATH_IMAGE031
，
Figure 122607DEST_PATH_IMAGE033
指任何含有醛基的官能团，优选为
Figure 607946DEST_PATH_IMAGE035
。
第二聚合物的数均分子量为5000～500000Da，优选为5000～100000Da，分子量分布系数为1.0～2.0。
所述光引发剂为下述化合物之一或其组合：苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂（Lap，Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate）、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮（Irgacure 2959，2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone）、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦（Irgacure 819，Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide）、1-羟基环已基苯基酮（Irgacure 184，1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone）、2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮（Irgacure 651，2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone）。
本发明还提供了所述水凝胶的制备工艺，具体包括如下步骤：
1、制备前体聚合物。将壬二酸和四丁基氢氧化铵按摩尔比1:2投入到95%乙醇中，在40～70℃（优选为50～55℃）下搅拌反应20～40min（优选为25～35min），反应结束后除去乙醇和水，得到产物1。
随后在氮气氛围保护下，将摩尔比为1:1:0.006的壬二酸、聚醚类二醇二缩水甘油醚和产物1溶解至无水N,N-二甲基甲酰胺中，在80～150℃（优选为90～120℃）下搅拌反应48～96h（优选为60～84h），得到产物2。透析纯化产物2，即得所需的前体聚合物：聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯。
2、制备第一聚合物。由含双键修饰物质取代前体聚合物上的侧羟基后得到。具体为：在氮气氛围保护下，将前体聚合物和三乙胺按摩尔比1:1～1:2溶解在无水N,N-二甲基甲酰胺中，然后缓慢滴加0.5～2eq丙烯酰氯，0℃搅拌反应12h。反应结束后，抽滤，并用乙醚沉降，再透析纯化，得所述第一聚合物。
3、制备第二聚合物。由含醛基修饰物质取代前体聚合物上的侧羟基后得到。具体为：在氮气氛围保护下，将前体聚合物、对醛基苯甲酸、N,N'-二异丙基碳二亚胺（DIC）和4-二甲氨基吡啶（DMAP）按摩尔比为1:1:1.5:0.1～1:2:1.5:0.1溶解至无水N,N-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌反应24h。反应结束后，透析即得所述第二聚合物。
4、将所述第一聚合物、第二聚合物和光引发剂混合，得水凝胶前体溶液。在光照作用下，即得固化的水凝胶。光照波长为300～700nm，优选为350～450nm，更优选为405nm。
本发明还提供了所述水凝胶的使用方法。具体为：将待黏合部位预先清理干净，将第一聚合物、第二聚合物和光引发剂按比例混匀获得水凝胶前体溶液，涂或敷在待黏合部位，随后使用特定波长的光照照射前体溶液≥0.5s，待前体溶液固化即可。根据本领域的常用手段，所述水凝胶可至少用于：皮肤和黏膜伤口的粘合；创面止血；软组织粘合，包括但不限于：血管、神经、肝脏、脾脏、肾脏、消化道空腔脏器、膀胱、输尿管、子宫；骨、软骨组织粘合；组织填充，包括但不限于：面部填充、乳房填充、骨组织填充；血管栓塞；药物释放载体；医用补片、医学光敏3D打印基材等其他医疗器械基础材料。
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例一：前体聚合物的制备
1、按摩尔比为1:2称取壬二酸和四丁基氢氧化铵溶解于乙醇中，55℃加热搅拌反应30～60min，经过旋转蒸发和冷冻干燥后得到壬二酸二（四丁基氢氧化铵）酯，产物为白色粉末，产率为90～95%。
在氮气氛围下，按照摩尔比为1:1:0.006称取壬二酸、聚醚类二醇二缩水甘油醚和前述获得的白色粉末，溶解于无水DMF中，90～150℃加热搅拌1～3d，获得产物。再对该产物进行透析纯化，再真空干燥，得到纯化的聚醚类二醇-聚壬二酸脂肪三醇酯（即所述的前体聚合物）。纯化后的前体聚合物在常温下为可流动淡黄色透明聚合物，产率为85～90%。使用壬二酸和不同的聚醚类二醇二缩水甘油醚，通过不同条件制备获得的前体聚合物和产率如表1所示。
表1 获得不同前体聚合物的条件和结果对照表
前体聚合物 二酸 聚醚类二醇二缩水甘油醚 反应时间 产率
前体聚合物1 壬二酸 聚乙二醇二缩水甘油醚 3d 90%
前体聚合物2 壬二酸 聚丙二醇二缩水甘油醚 3d 85%
制备获得的聚乙二醇聚壬二酸甘油酯（前体聚合物1）结构式为：
Figure 279492DEST_PATH_IMAGE037
；n为1～50，m为3～60。
制备获得的聚丙二醇聚壬二酸甘油酯（前体聚合物2）结构式为：
Figure 988822DEST_PATH_IMAGE039
；n为1～50，m为3～60。
2、采用涂膜法测得傅里叶变换红外光谱，采用氘代二甲基亚砜为氘代试剂测得核磁共振氢谱，从而确定聚合物的分子结构。结果如图1、2所示。
图1的a（2.28ppm）、b（1.51ppm）、c（1.25ppm）所标注的峰分别对应聚合物中壬二酸的亚甲基峰，d（3.50ppm）、所标注的峰为聚乙二醇的亚甲基峰。图2的a（2.28ppm）、b（1.51ppm）、c（1.25ppm）所标注的峰分别对应聚合物中壬二酸的亚甲基峰，d（3.44ppm）、e（1.04ppm）所标注的峰分别为聚丙二醇中的亚甲基峰和甲基峰。证明成功制备获得所需的各前体聚合物。
图3（前体聚合物1）、图4（前体聚合物2）从左至右所出峰分别代表羟基、亚甲基、羰基和醚键对应的峰，结合图1、2的各核磁共振氢谱图，可进一步证明成功制备获得所需的各前体聚合物。
3、生物安全性表征。为了评价前体聚合物的细胞相容性，采用小鼠成纤维细胞（L929）与前体聚合物共培养的方式对其在1d、3d、7d的细胞毒性进行了考察。具体方法为：分别按照2mg前体聚合物每200μL培基将各组前体聚合物放置于96孔板中，按照密度4000个/孔将L929细胞接种到材料表面，然后放置在37℃的二氧化碳培养箱中培养。分别在1、3、7天用阿尔马蓝试剂取代培养基，并继续孵育2～4h,以540nm为激发波长，600nm为发射波长测定荧光强度。结果如图5所示（图5从左至右分别表示空白组、前体聚合物1、前体聚合物2），所有前体聚合物均具有较好的细胞相容性。
实施例二：第一聚合物的制备
1、第一聚合物的制备：在氮气氛围保护下，将各前体聚合物（以羟基量算）分别和三乙胺按照摩尔比1:1.5溶解在无水N,N-二甲基甲酰胺中，保持体系温度在-4℃～0℃，然后通过恒压漏斗缓慢滴加1eq丙烯酰氯（相对前体聚合物的羟基量），在-4℃～0℃下搅拌反应12h；抽滤得到的产物并用乙醚沉降，然后透析纯化，在冷冻干燥，得到各所述第一聚合物，在常温下为可流动淡黄色透明聚合物，产率为80～90%%。通过不同条件（前体聚合物）制备获得的各第一聚合物和产率如表2所示。
表2 获得不同第一聚合物的条件和结果对照表
第一聚合物 前体聚合物 反应时间 产率
第一聚合物1 前体聚合物1 12h 80%
第一聚合物2 前体聚合物2 12h 80%
制备获得的第一聚合物1结构式为：
Figure 80406DEST_PATH_IMAGE040
；n为1～50，m为3～60。
制备获得的第一聚合物2结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE042
；n为1～50，m为3～60。
2、采用涂膜法测到产物傅里叶变换红外光谱，采用氘代二甲基亚砜作为氘代试剂测得产物核磁共振氢谱，从而确定各第一聚合物的分子结构。第一聚合物1、第一聚合物2的化学结构式和核磁共振氢谱图分别如图6、7所示。图6和图7中，g（6.42ppm）、e（6.12ppm）、f（5.86ppm）所标注的峰对应聚合物中双键上氢的峰；
第一聚合物1、第一聚合物2的傅里叶变换红外光谱图分别如图8、9所示。图8、9所标注的峰代表双键对应的峰。
实施例三：第二聚合物的制备
1、第二聚合物的制备：在氮气氛围保护下，将各前体聚合物、对醛基苯甲酸、N,N'-二异丙基碳二亚胺（DIC）和4-二甲氨基吡啶（DMAP）按照摩尔比为1:1.5:1.5:0.1溶解至无水N,N-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌反应24h；透析得到的产物，再真空干燥，得所述第二聚合物。所述第二聚合物常温下为可流动淡黄色透明聚合物，产率为80～90%。通过不同条件（前体聚合物）制备获得的各第二聚合物和产率如表3所示。
表3 获得不同第二聚合物的条件和结果对照表
第二聚合物 前体聚合物 反应时间 产率
第二聚合物1 前体聚合物1 24h 80%
第二聚合物2 前体聚合物2 24h 80%
制备获得的第二聚合物1结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE043
；n为1～50，m为3～60。
制备获得的第二聚合物2结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE045
；n为1～50，m为3～60。
2、采用涂膜法测到产物傅里叶变换红外光谱，采用氯仿作为氘代试剂测得产物核磁共振氢谱，从而确定各第二聚合物的分子结构。第二聚合物1、2的化学结构式和核磁共振氢谱图如图10、11所示。图10和图11中，g（8.03ppm）、e（8.12ppm）、f（10.11ppm）所标注的峰对应聚合物中苯环和醛基的峰。
第二聚合物1、第二聚合物2的傅里叶变换红外光谱图分别如图12、13所示。图12、13所标注的峰代表苯环对应的峰。
实施例四：水凝胶的制备和性能展示
按质量比1:4:1.5:0.04称取第一聚合物、第二聚合物、超纯水和光引发剂（本实施例的光引发剂全部为：苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂）。将上述物质充分混合均匀，获得测试样品，进行本实施例的各项测试。使用实施例二、三制备的不同的第一聚合物和第二聚合物，分别混合后进行测试，获得多个处理组。各处理组设置如表4所示。
表4 获得不同第一聚合物的条件和结果对照表
处理组 第一聚合物 第二聚合物
组1 第一聚合物1 第二聚合物1
组2 第一聚合物2 第二聚合物2
1、光敏水凝胶的流变学表征。为了评价用于制备光固化组织粘合水凝胶的混合物的可注射性，采用旋转流变仪对水凝胶成胶过程中储存模量和损耗模量的变化以及成胶时间进行了考察。测试温度为37℃，频率固定为10Hz，应变固定为5%，测试时间为10min。将各处理组制备的混合物转移至测试平台。采用405nm的蓝光充分照射，记录数据得到水凝胶成胶过程中储存模量和损耗模量对时间的变化曲线，分析计算得到水凝胶的成胶时间和稳定后的储存模量，其中成胶时间为储能模量和损耗模量相交时的时间。组1结果如图14所示，组2结果如图15所示。2组水凝胶均可在60s内成胶，具有较快的凝胶化时间，其中，组1可在5～8s内快速固化，实现了秒级固化。
2、光敏水凝胶的生物安全性表征。为了评价光固化组织粘合水凝胶的细胞相容性，采用小鼠成纤维细胞（L929）与水凝胶共培养的方式对其在1d、3d、7d的细胞毒性进行了考察。具体方法为：分别将各组光固化水凝胶光照凝固后，制成1mm圆片（直径以正好铺满96孔板为准）并放置于96孔板中，按照密度4000个/孔将L929细胞接种到材料表面，然后放置在37℃的二氧化碳培养箱中培养。分别在1、3、7天用阿尔马蓝试剂取代培养基，并继续孵育2～4h,以540nm为激发波长，600nm为发射波长测定荧光强度。结果如图16所示，所有组别水凝胶均具有较好的细胞相容性。图16从左至右分别表示空白组及组1、组2。
3、光敏水凝胶的力学表征。采用万能拉力试验机对各处理组制备的固化水凝胶的拉伸性能进行测试，并选择市售PEG水凝胶作为对照。将各处理组混合溶液倒入2.5cm长、1cm宽、0.15cm厚的矩形四氟模具中，用405nm的蓝光照射10s。将所得水凝胶固定于万能拉力试验机的夹具中，以拉伸速率为10mm/min测得拉伸曲线。结果如图17所示，图17中的1、2分别代表组1、组2。各组光固化水凝胶的拉伸强度为组1为0.45MPa，组2为0.23MPa,而PEG对照组的拉伸强度约为0.20MPa，即本研究中光固化水凝胶具有相当于或远优于市售商品化PEG产品的力学性能。
4、光敏水凝胶的组织粘合强度表征。为了评价光固化组织粘合水凝胶对潮湿组织（用PBS浸润的猪皮）的粘合性能，采用搭接-剪切拉伸实验对水凝胶的粘合强度进行了考察。单片猪皮的长度为6cm，宽为2.5cm，重叠部分为2.5×1cm，且在用水凝胶粘合猪皮之前用PBS浸润猪皮以模拟体内潮湿生理环境，拉伸速率为50mm/min。结果如图18所示，组1的水凝胶的粘合强度为39kPa，组2的水凝胶的粘合强度为27kPa，高于氰基丙烯酸酯，其中粘合强度最低组也超过商品化纤维蛋白胶。
5、光敏水凝胶降解速率。采用磷酸缓冲盐溶液（PBS）模拟体液环境，按照0.625单位/mg水凝胶加入猪肝脂酶模拟体内生理环境。制备得到直径1cm、高0.35cm的圆片状水凝胶，并记录冻干质量为W0。将各组水凝胶圆片浸没于PBS中，放置于37℃的恒温振荡箱中以80rpm振荡。在预设的时间点t取出水凝胶并冻干称重记为Wt。
降解率计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE047
。结果如图19所示，光固化水凝胶的完 全降解时间为42～58天，可以满足体内外使用要求。
6、光敏水凝胶减少伤口疤痕形成。取体重约500g的SD雄性大鼠。戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后，剃除背部毛发，碘伏充分消毒。用手术刀全层切开皮肤至筋膜层，切口长度为8cm。切开后分别使用缝线、氰基丙烯酸酯粘合剂、组1水凝胶、组2水凝胶缝合或粘合皮肤。7天后过量水合氯醛腹腔注射，麻醉处死大鼠。取下背部伤口皮肤进行石蜡包埋和切片，对切片进行H&E染色，通过切片观察伤口愈合情况。
结果如图20～23所示。图20～23依次对应：缝线、氰基丙烯酸酯粘合剂、组1水凝胶、组2水凝胶，每组提供两张相同部位、相同拍摄尺寸下的图片。图中两个箭头相对的位置为形成瘢痕。结果显示：缝线和氰基丙烯酸酯粘合剂组瘢痕宽度较宽，水凝胶组1、2的伤口瘢痕宽度均远远低于缝线组和氰基丙烯酸酯组，证明本发明提供的水凝胶有助于减少瘢痕宽度。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一类聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯衍生物，其特征在于：所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯衍生物为第一聚合物，所述第一聚合物的结构通式为：
Figure 810557DEST_PATH_IMAGE002
，
z为7，n为1～500，m为3～60，R为-CH3或者H，X为
Figure 337353DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 802970DEST_PATH_IMAGE006
指任何含有双键的官能团；或；
所述聚醚类二醇化聚壬二酸脂肪三醇酯衍生物为第二聚合物，所述第二聚合物的结构通式为：
Figure 593071DEST_PATH_IMAGE008
，
z为7，n为1～500，m为3～60，R为-CH3或者H；Y为
Figure 144138DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 943467DEST_PATH_IMAGE012
指任何 含有醛基的官能团。
2.根据权利要求1所述衍生物，其特征在于：当衍生物为第一聚合物时，结构式为下列各化学结构式中的任意一项：各结构式中，n为1～500，m为3～60；
Figure 529169DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 18401DEST_PATH_IMAGE016
。
3.根据权利要求1所述衍生物，其特征在于：当衍生物为第二聚合物时，结构式为下列各化学结构式中的任意一项：各结构式中，n为1～500，m为3～60；
Figure 322343DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 456521DEST_PATH_IMAGE020
。
4.权利要求1所述衍生物的制备方法，其特征在于：当衍生物为第一聚合物时，第一聚合物的制备方法为：将所述前体聚合物和三乙胺溶解在无水N,N-二甲基甲酰胺中，然后滴加丙烯酰氯，0℃搅拌反应；
所述前体聚合物的结构通式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，
z为7，n为1～500，m为3～60，R为-CH3或者H。
5.权利要求1所述衍生物的制备方法，其特征在于：当衍生物为第二聚合物时，第二聚合物的制备方法为：将所述前体聚合物、对醛基苯甲酸、N,N'-二异丙基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶溶解至无水N,N-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌反应；
所述前体聚合物的结构通式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，
z为7，n为1～500，m为3～60，R为-CH3或者H。
6.权利要求1-3任意一项所述衍生物在水凝胶领域中的应用。
7.一种水凝胶，其特征在于：配方包括权利要求1或2所述第一聚合物和权利要求1或3所述第二聚合物。
8.权利要求1-3任意一项所述衍生物或权利要求7所述水凝胶在制备生物软组织粘合产品或制备减少软组织瘢痕形成的产品中的应用。
CN202211462527.7A 2022-11-22 2022-11-22 聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用 Active CN115490841B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211462527.7A CN115490841B (zh) 2022-11-22 2022-11-22 聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211462527.7A CN115490841B (zh) 2022-11-22 2022-11-22 聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115490841A CN115490841A (zh) 2022-12-20
CN115490841B true CN115490841B (zh) 2023-03-21

Family

ID=85114940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211462527.7A Active CN115490841B (zh) 2022-11-22 2022-11-22 聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115490841B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150234305A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-20 Fuji Xerox Co., Ltd. Polyester resin for toner, toner for electrostatic charge image development, and toner cartridge
TR201904095A2 (tr) * 2019-03-19 2020-10-21 Hacettepe Ueniversitesi Bi̇yobozunur bi̇r jel elde etme yöntemi̇
CN113087934A (zh) * 2021-04-20 2021-07-09 华东理工大学 一种组织粘合水凝胶及其制备方法和应用
CN113683763B (zh) * 2021-10-26 2022-09-13 江苏金发科技新材料有限公司 一种半芳香族聚酯及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN115490841A (zh) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8445581B2 (en) Biocompatible polymer compositions
US8574311B2 (en) Versatile biodegradable elastic polymers featured with dual crosslinking mechanism for biomedical applications
US11191867B2 (en) Bioadhesive hydrogels
US20150099853A1 (en) Novel Biodegradable Elastomeric Scaffold for Tissue Engineering and Light Scattering Fingerprinting Methods for Testing the Same
CN106822183B (zh) 一种光敏富血小板血浆凝胶及其制备方法和用途
AU2013360861B2 (en) Chain-extending poloxamers, thermoreversible hydrogels formed by them which include biological materials, and medicinal applications of same
CN112321778B (zh) 一种双蛋白水凝胶的制备方法
JPH08295730A (ja) ポリ（アルキケンジグリコレート）、コポリマー、ブレンド、それらの製造方法及びそれらを用いた医療器具
CN113150561B (zh) 一种用于3d生物打印的胶原基生物墨水及其制备方法与应用
CN109705359B (zh) 一种改性聚乙二醇-聚癸二酸(pegs)可注射生物弹性体及其制备方法和应用
JP2009513747A (ja) 分解可能で生体適合性があるブロックコポリマー
CN115337446B (zh) 一种促进伤口愈合的生物基粘附性水凝胶贴片的制备方法及其产品和应用
Gong et al. 3D bio-printing of photocrosslinked anatomically tooth-shaped scaffolds for alveolar ridge preservation after tooth extraction
CN102257027B (zh) 用作体内粘合剂或密封剂的异氰酸酯封端的大分子单体及其制剂
CN115490841B (zh) 聚醚类二醇聚壬二酸脂肪三醇酯及其制备方法和应用
CN108546321B (zh) 一种高生物相容性可生物降解骨填充材料的制备及应用
RU2691752C1 (ru) Способ формирования биорезорбируемых трехмерных структур
CN117430796A (zh) 一种水凝胶及其制备方法和应用
CN117860952B (zh) 一种粘合材料及其应用
Sun et al. Preparation of Bioactive Glass/Modified Gelatin/Collagen Composite Scaffold and Its Effect on Repair of Sciatic Nerve Defect
JP5264103B2 (ja) 温度応答性を有する生分解性グラフト共重合体
CN114685753B (zh) 促组织再生型双组分医用胶粘剂及其制备方法、应用
CN118702932A (zh) 一种光响应型水凝胶及其制备方法和应用
CN113861448A (zh) 一种肝素化透明质酸水凝胶及其制备方法和应用
JP2022091370A (ja) ２剤硬化型接着剤、２剤硬化型接着剤用の硬化剤、及び、化合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant