TWI777286B - 具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物、其載體、其製備方法及其使用方法 - Google Patents

具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物、其載體、其製備方法及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本揭露提供一種製備具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物之方法及由該方法製得的水凝膠組成物。本揭露的水凝膠組成物的相關應用產品包括傷口敷料、藥物載體、細胞三維支架、可溶解型微球及細胞補放系統，其中製備具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物具有優良的體外與體內穩定性及高度生物相容性，且無毒性，在低溫及金屬螯合劑之水溶液下就可以移除及更換等特點。

Description

具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物、其載體、其製備方法及其使用方法
本揭露是有關於一種製備具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物之方法及由該方法製得的水凝膠組成物。
皮膚傷口癒合的研究是近來組織工程發展上之重要環節。傳統的敷料(例如紗布)主要目的為提供屏障，讓傷口保持乾燥使傷口滲出物蒸發，同時防止病原體進入傷口。然而，由於敷料吸收滲出物乾燥後緊貼於傷口處，當更換敷料時需用撕除的方式移除敷料，進而導致傷口二次傷害。
在先前技術中，有揭露高分子複合水膠敷料組成物的製備方法，皆為物理或或化學性混參，先行鈣離子交聯再進行物理交互作用，此種製備方式內部會呈現異質性(heterogeneity)分佈的網絡，以及這些水膠敷料組成物的可逆性質不予以探討。
目前亦有微球型水膠複合材的細胞培養支架，有別於一般的細胞培養皿，細胞會以三維的方式生長成立體結構或以二維的方式生長於水膠表面，有望應用於幹細胞培養及移植，水膠在細胞生長至一定程度後需移除水膠才得以將該細胞植入體內，但水膠若無法完全移除將影響臨床上的應用。
因此，基於上述缺點，現有技術實有待改善的必要。另一方面，傷口敷料中並無利用冰鹽水進行傷口敷料移除設計，且目前三維細胞培養微球，是為了大量細胞培養使用，目前微球設計皆為不可溶性，也因此在細胞脫附微球後，如何分離微球及所培養的細胞就很重要。
為了解決上述問題，本領域的技術人員亟需研發出新穎的製備具感溫離子可逆性水凝膠組成物的方法及具感溫離子可逆性水凝膠組成物，其中具感溫離子可逆性水凝膠組成物的相關應用產品可包括傷口敷料、藥物載體、細胞三維支架、可溶解型微球及細胞補放系統。
本揭露之一實施方式提供了一種製備具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物之方法，包含以下步驟：提供感溫型聚合物；提供離子型聚合物；將感溫型聚合物與離子型聚合物溶於溶劑中並混合，獲得初始溶液；以及將初始溶液與離子交聯劑進行混合製程，當初始溶液與離子交聯劑接觸時會進行交聯，以獲得具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，其中具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物呈有序結構。
在一些實施方式中，感溫型聚合物包含雙親性三嵌段高分子共聚物(amphiphile triblock copolymer)、或N-異丙基丙烯醯胺(N-isopropylacrylamide，NIPAAm)，離子型聚合物包含至少一羧酸基(carboxylic acid)的聚多醣(polysaccharide)。
在一些實施方式中，雙親性三嵌段高分子共聚物包含泊咯沙姆(poloxamer)，泊咯沙姆是由聚氧乙烯(poly-ethylene oxide, PEO)-聚氧丙烯(poly-propylene oxide, PPO)-聚氧乙烯的順序所組成；其中至少一羧酸基的聚多醣包含甘露糖醛酸(mannuronic acid)及古洛糖醛酸(guluronic acid)。
在一些實施方式中，聚多醣為藻酸鹽。
在一些實施方式中，將感溫型聚合物與離子型聚合物溶於溶劑中並混合的步驟中，包含感溫型聚合物與離子型聚合物的重量比為1：0.001至1：0.6。
在一些實施方式中，離子交聯劑包含至少一種或多種一至四價金屬陽離子的溶液、金屬螯合劑、或其組合。
在一些實施方式中，至少一種或多種一至四價金屬陽離子為Li +、Na +、K +、Cu +、Ag +、Au +、Cu +2、Be +2、Mg +2、Ca +2、Sr +2、Ba +2、Zn +2、Sn +2、Fe +2、Pb +2、Co +2、Ni +2、Mn +2、Cd +2、Au +3、Al +3、Ga +3、In +3、Fe +3、Co +3、Ni +3、Ce +3、Se +3、Ce +4、Se +4、Ti +4、或其組合。
在一些實施方式中，將感溫型聚合物與離子型聚合物溶於溶劑中並混合的步驟中，包含於低溫下獲得初始溶液。
在一些實施方式中，低溫為0°C至20°C。
在一些實施方式中，將初始溶液與離子交聯劑進行混合製程的步驟中，包含在預定溫度下混合初始溶液與離子交聯劑，其中預定溫度為10°C至45°C時，具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物呈膠相。
在一些實施方式中，混合製程包含透析、微流道、滴定、靜電紡絲、乳化聚合、再沉澱、或其組合。
在一些實施方式中，有序結構包含面心立方晶體結構、體心立方晶體結構、六方最密堆積晶體結構、層狀結構、或其組合。
本揭露之另一實施方式提供了一種具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，包含：感溫型聚合物；以及離子型聚合物；其中，當組成物呈膠狀時以拉曼光譜分析，組成物包含位於約1460 cm -1至約1490 cm -1與約1730 cm -1至約1770 cm -1的拉曼位移峰，且組成物的拉曼光譜成像圖呈現有序結構；其中，當組成物呈膠狀時以小角度X光散射分析，組成物包含位於0.05 A -1至0.08A -1的區間具有散射強度峰值。
在一些實施方式中，感溫型聚合物包含雙親性三嵌段高分子共聚物、或N-異丙基丙烯醯胺，離子型聚合物包含至少一羧酸基的聚多醣。
在一些實施方式中，雙親性三嵌段高分子共聚物包含泊咯沙姆，泊咯沙姆是由聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的順序所組成；其中至少一羧酸基的聚多醣包含甘露糖醛酸及古洛糖醛酸。
在一些實施方式中，聚多醣為藻酸鹽。
在一些實施方式中，有序結構為層狀結構，層狀結構係由複數層區所形成，各層區之間的間距為約40微米(μm)至約600 μm。
本揭露之另一實施方式提供了一種載體，包含如前述之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，其中載體包含傷口敷料、醫藥組成物、藥物載體、細胞三維支架或溶解型微球之型式。
本揭露之另一實施方式提供了一種如前所述之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的使用方法，當具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物透過溫度低於較低臨界溶液溫度(lower critical solution temperature，LCST)的水溶液、金屬螯合水溶液、或溫度低於較低臨界溶液溫度的金屬螯合水溶液時，具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物會由膠相轉換為液相。
在一些實施方式中，較低臨界溶液溫度介於10°C至45°C之間。
為使本揭露的敘述更加詳盡與完備，下文針對本揭露的實施態樣與具體實施例提出說明性的描述，但這並非實施或運用本揭露具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節，以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，亦可在無此等特定細節之情況下實踐本揭露之實施例。
另外，空間相對用語，如「下」、「上」等，是用以方便描述一元件或特徵與其他元件或特徵在圖式中的相對關係。這些空間相對用語旨在包含除了圖式中所示之方位以外，裝置在使用或操作時的不同方位。裝置可被另外定位（例如旋轉90度或其他方位），而本文所使用的空間相對敘述亦可相對應地進行解釋。
於本文中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。將進一步理解的是，本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。
在一些實施方式中，具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物在形成凝膠後具備可逆性，內容物中的雙親性三嵌段高分子共聚物及聚多醣高分子係利用如凡德瓦力、親疏水作用力、氫鍵、
Figure 02_image003
相互作用，使其自組裝形成凝膠，其中本揭露所使用的雙親性三嵌段高分子共聚物具備較低臨界溶液溫度(LCST)，聚多醣高分子則由系統中的金屬陽離子來形成交聯，因此本揭露可透過控制環境中的金屬離子含量及溫度將水凝膠組成物還原成液態。
在一些實施方式中，具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物可使用作為一傷口敷料，傷口敷料包含至少一襯體，具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物塗佈於至少一襯體，其中襯體可為一離型膜。在一些實施例中，傷口敷料成片狀，包含兩襯體位於組成物的相對兩面。
在一些實施方式中，具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物包含的雙親性三嵌段高分子共聚物與包含至少一羧酸基(carboxylic acid)的聚多醣(polysaccharide)。
在一些實施方式中雙親性三嵌段高分子共聚物的濃度為10% (w/v)~50% (w/v)，例如15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、或此等值中任意兩者之間的任何值；至少一羧酸基的聚多醣的濃度為0.1% (w/v)~10% (w/v)，例如0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、或此等值中任意兩者之間的任何值。
在一些實施方式中，雙親性三嵌段高分子共聚物包括泊咯沙姆(poloxamer)，或商品名為普朗尼克 ®(Pluronic ®)。
在一些實施方式中，泊咯沙姆(poloxamer)是一種由中間段疏水的聚氧丙烯(聚丙烯氧化物)鏈側面連接兩段親水聚氧乙烯(聚氧化乙烯)構成的非離子式三嵌段高分子共聚物，可用於評估許多藥物傳輸應用並表現出對化學療法中抗藥癌症的敏感性。由於聚合物的長度具有可制訂性，各種泊咯沙姆的性質稍有不同。通常這種共聚物使用字母「P (poloxamer)」附帶三位數字作為其通用名稱，前兩位數×100為中間段聚氧丙烯的近似分子質量，最後一位數×10為聚氧乙烯所占的百分比(例如P407表示分子質量為4000 g/mol的聚氧丙烯帶有70%聚氧乙烯構成的泊咯沙姆)。
在一些實施方式中，使用的泊咯沙姆可為泊咯沙姆407的商品名為普朗尼克 ®F-127 (Pluronic ®F-127)。
在一些實施方式中，使用的藻酸鹽可為藻酸鈉(sodium alginate)。
在一些實施方式中，普朗尼克 ®F127與藻酸鈉的重量比為1.25~2.75：0.025~0.15。在一些實施例中，普朗尼克 ®F-127與藻酸鈉的重量比為1.25：0.025~0.15、1：0.02~0.12、1.5：0.025~0.15、1：0.0167~0.1、2.75：0.025~0.15或1：0.009~0.545。在一些實施例中，普朗尼克 ®F-127與藻酸鈉的重量比為1：0.009、1：0.01、1：0.017、1：0.018、1：0.02、1：0.022、1：0.024、1：0.026、1：0.028、1：0.03、1：0.033、1：0.035、1：0.04、1：0.045、1：0.05、1：0.055、1：0.06、1：0.065、1：0.067、1：0.07、1：0.075、1：0.08、1：0.085、1：0.09、1：0.095、1：0.1、1：0.15、1：0.2、1：0.25、1：0.3、1：0.35、1：0.4、1：0.45、1：0.5、或1：0.545。
在一些實施方式中，具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物可使用作為一醫藥組成物，醫藥組成物包含一活性成分以及一藥學上可接受的載劑。
在一些實施方式中，藥學上可接受的載劑包括，但不限於崩解劑(disintegrant)、黏合劑(binder)、填充劑(filler)、潤滑劑(lubricant)、助懸劑(suspending agent)、助溶劑(solubilizer)及助流劑(glidant)。
在一些實施方式中，崩解劑包括，但不限於瓊脂(agar)、海藻酸(alginic acid)、碳酸鈣(calcium carbonate)、羧甲基纖維素(carboxy methyl cellulose)、纖維素(cellulose)、黏土(clays)、膠體二氧化矽(colloidal silica)、交聯羧甲基鈉(croscarmellose sodium)、交聯聚維酮(cross-linked povidone)、膠(gum)、矽酸鎂鋁(magnesium aluminum silicate)、甲基纖維素(methyl cellulose)、波拉克林鉀(polacrilin potassium)、藻酸鈉(sodium alginate)、低取代的羥丙基纖維素(low substituted hydroxypropyl cellulose)、交聯聚乙烯吡咯烷酮羥丙基纖維素(crosslinked polyvinylpyrrolidone hydroxypropylcellulose)、丙基纖維素(sodium starch glycolate)及澱粉(starch)。
在一些實施方式中，黏合劑包括，但不限於微晶纖維素(microcrystalline cellulose)、羥甲基纖維素(hydroxymethyl cellulose)、羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose)及聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)。
在一些實施方式中，填充劑包括，但不限於碳酸鈣(calcium carbonate)、磷酸鈣(calcium phosphate)、磷酸氫鈣(dibasic calcium phosphate)、磷酸三硫酸鈣(tribasic calcium sulfate)、羧甲基纖維素鈣(calcium carboxymethylcellulose)、纖維素(cellulose)、糊精(dextrin)、鹽(salt)、糊精(dextrin)、右旋糖(dextrose)、果糖(fructose)、乳糖醇(lactitol)、乳糖(lactose)、碳酸鹽(carbonate)、氧化鎂(magnesium oxide)、麥芽糖醇(maltitol)、麥芽糊精(maltodextrin)、麥芽糖(maltose)、山梨糖醇(sorbitol)、澱粉、蔗糖(sucrose)、糖(sugar)及木糖醇(xylitol)。
在一些實施方式中，潤滑劑包括，但不限於瓊脂、硬脂酸鈣(calcium stearate)、油酸乙酯(ethyl oleate)、月桂酸乙酯(ethyl laurate)、甘油(glycerin)、硬脂酸棕櫚酸甘油酯(glyceryl palmitostearate)、氫化植物油(hydrogenated vegetable oil)、氧化鎂(magnesium oxide)、硬脂酸鎂(magnesium stearate)、甘露醇(mannitol)、泊洛沙姆(poloxamer)、乙二醇(ethylene glycol)、苯甲酸鈉(sodium benzoate)、月桂基硫酸鈉(sodium lauryl sulfate)、硬脂酸鈉(sodium stearoyl acid)、山梨糖醇、硬脂酸(stearic acid)、滑石(talc)及硬脂酸鋅(zinc stearate)。
在一些實施方式中，助懸劑包括，但不限於甘露醇、羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose, CMC)及羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)。
在一些實施方式中，助溶劑包括，但不限於羥丙基β環糊精(hydroxypropyl-beta-cyclodextrin)、吐溫80 (tween 80)及蓖麻油(castor oil)。
在一些實施方式中，助流劑包括，但不限於硬脂酸鎂(magnesium stearate)、二氧化矽(silicon dioxide)、三矽酸鎂(magnesium trisilicate)、粉狀纖維素(powdered cellulose)、澱粉、滑石、磷酸三鈣(tribasic calcium phosphate)、矽酸鈣(calcium silicate)、矽酸鎂(magnesium silicate)、膠體二氧化矽、及矽凝膠(silicon hydrogel)。
在一些實施方式中，活性成分包含生長因子(growth factor)。生長因子包括，但不限於表皮生長因子受體(epidermal growth factor, EGF)、肝配蛋白(ephrins)、紅血球生成素(erythropoietin, EPO)、成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor, FGF)、胰島素樣生長因子(insulin-like growth factors, IGF)、介白素(interleukins)、神經營養因子(neurotrophins)、及血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)。
在一些實施方式中，將普朗尼克 ®F-127與不同重量的藻酸鈉溶於水中，混合後獲得初始溶液。初始溶液中的Alg與Plu進行交聯後，於透析膜置有初始溶液的一側獲得具有感溫離子可逆性的水凝膠組成物。在另一些實施方式中，除了透析處理之外，也可使用微流道、滴定、靜電紡絲，或再沉澱處理來取代透析處理。在一些實施例中，使用滴定製備水凝膠組成物時，初始溶液製備溫度為0°C至10°C，例如1°C、2°C、3°C、4°C、5°C、6°C、7°C、8°C、9°C、或此等值中任意兩者之間的任何值。
在一些實施方式中，本揭露的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物在膠相時能形成有序結構。本文中，「有序結構」是指組成物呈凝膠狀時，是以例如面心立方晶體結構(face-centered cubic crystal structure)、體心立方晶體結構(body-centered cubic crystal structure)、六方最密堆積晶體結構(hexagonal close-packed crystal structure)、層狀結構(lamina)、或其組合等有序方式形成的結構。
在一些實施方式中，離子交聯劑包括、但不限於一包含至少一種或多種一至四價金屬陽離子的水溶液、一金屬螯合物，或其組合，其中包含一價金屬陽離子的水溶液或金屬螯合物。
在一些實施方式中，離子交聯劑中的一至四價金屬陽離子為Li +、Na +、K +、Cu +、Ag +、Au +、Cu +2、Be +2、Mg +2、Ca +2、Sr +2、Ba +2、Zn +2、Sn +2、Fe +2、Pb +2、Co +2、Ni +2、Mn +2、Cd +2、Au +3、Al +3、Ga +3、In +3、Fe +3、Co +3、Ni +3、Ce +3、Se +3、Ce +4、Se +4、Ti +4，或其組合。
在一些實施方式中，金屬螯合物為至少一種或多種一至四價金屬陽離子的乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA)，例如Ca-EDTA。
雖然下文中利用一系列的操作或步驟來說明在此揭露之方法，但是這些操作或步驟所示的順序不應被解釋為本揭露的限制。例如，某些操作或步驟可以按不同順序進行及/或與其它步驟同時進行。此外，並非必須執行所有繪示的操作、步驟及/或特徵才能實現本揭露的實施方式。此外，在此所述的每一個操作或步驟可以包含數個子步驟或動作。
製備例1. 具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的製備
將1.5 g的普朗尼克 ®F-127 (以下簡稱Plu)與不同重量如0.15 g、0.1 g、0.05 g或0.025 g的藻酸鈉(sodium alginate，以下簡稱Alg，購自Sigma-aldrich ®，250 g，萃取自褐藻)各自溶於10 mL的水中，並以磁石攪拌混合24小時後，獲得初始溶液(Plu-Alg溶液)。藻酸鈉包含甘露糖醛酸(mannuronic acid)團塊及古洛糖醛酸(guluronic acid)團塊)。在一些實施方式中，將Plu與Alg溶於水中時短暫加熱至37°C直到完全溶解。
接著，提供一離子交聯劑及一透析膜，其中離子交聯劑包含，但不限於：包含至少一種或多種一至四價金屬陽離子(例如CaSO4)的水溶液、金屬螯合劑(例如Ca-EDTA)，或其組合。將初始溶液與離子交聯劑溶液分別置於截留分子量為1,000至50,000Da的透析膜的兩側，並於溫度Temp為10℃至45℃下進行透析。因水凝膠於透析膜內進行交聯有利於材料的塑形(依據透析膜的型態，可塑造成例如薄膜狀、或各種型態的水凝膠)，使初始溶液中的Alg與Plu進行交聯後，於透析膜置有初始溶液的一側獲得具有感溫離子可逆性的水凝膠組成物。在一實施例中，透析溫度可為10℃至45℃。
透析可以多種形式進行，在一些實施例中，將初始溶液置於透析膜內，使初始溶液被透析膜包覆；將具有初始溶液的透析膜置於5g/L、4℃的離子交聯劑(包含氯化鈣(CaCl2)溶液)進行透析，於透析膜內獲得具有感溫離子可逆性的水凝膠組成物。在一些實施例中，提供一種具有透析膜的容器，透析膜將容器分為兩個不通透的區域，這些區域可以被分為上下區域、前後區域、或是左右區域；將初始溶液與離子交聯劑(包含5g/L氯化鈣溶液)分別置於隔著透析膜的不同區域，並於溫度Temp為10℃至45℃下進行透析。
在一些實施例中，透析時藻酸鈉的古洛糖醛酸團塊(以下簡稱：G團塊)結構與含有二價陽離子的氯化鈣進行離子置換，使G團塊與另一個G團塊產生交聯。同時，亦可藉由透析方法將未交聯的分子(如藻酸鈉)排出至透析膜外。在一些實施例中，將初始溶液置於截留分子量為1,000至50,000Da的透析膜中，再置於5g/L、4℃的氯化鈣溶液進行透析達到動態平衡時(例如透析膜中G團塊與另一個G團塊產生交聯的數量趨近於固定，及/或未交聯的分子在透析膜內的數量趨近於固定)，即完成透析。離子交聯劑藉由透析的方式緩慢穿過透析膜與初始溶液反應，使本揭露的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物在膠相時能形成有序結構。本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的製備示意圖顯示於第1圖。
製備例2. 具感溫及離子可逆性的水凝膠微球的製備
將1.5g的Plu與不同重量如0.15g、0.1g、0.05g或0.025g的Alg各自溶於10mL的水中，並以磁石攪拌混合24小時後，獲得初始溶液(Plu-Alg溶液)。接著，提供一離子交聯劑，其中離子交聯劑包含至少一種或多種一至四價金屬陽離子的水溶液、一金屬螯合劑(例如Ca-EDTA)，或其組合。將初始溶液與離子交聯劑溶液分別置於滴管及燒杯內，初始溶液溫度為0℃至10℃，隨後初始溶液以0.01~2mL/min的速率滴定至燒杯內，當初始溶液接觸10℃至45℃的離子交聯劑溶液時，可獲 得具有感溫離子可逆性的水凝膠微球。在一些實施例中，水凝膠微球的粒徑受滴定速度控制，粒徑為約0.5mm至約5mm，例如，0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、，或者此等值中任意兩者之間的任何值。
製備例3. 利用微流道製程製備具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物
將1.5g的Plu與不同重量如0.15g、0.1g、0.05g或0.025g的Alg各自溶於10mL的水中，並以磁石攪拌混合24小時後，獲得初始溶液(Plu-Alg溶液)。在一些實施方式中，將Plu與Alg溶於水中時短暫加熱至37℃直到完全溶解。
接著，提供一離子交聯劑，其中離子交聯劑包含至少一種或多種一至四價金屬陽離子交聯劑(如CaSO4)的油相溶液、一金屬螯合物(Ca-EDTA)或其組合。如第2圖所示，將初始溶液(Plu-Alg溶液)及離子交聯劑分別填充至不同幫浦100a、100b中，初始溶液溫度為0℃至10℃，隨後初始溶液及離子交聯劑溶液分別以每分鐘100至1000微升(μL/min)及800至8000μL/min的流速經由連接器200打入微流道300中，最終讓微球流入去離子水中保存。幫浦100a、100b分別與兩個連接器200藉由第一連接管410連接，連接器200與微流道300藉由第二連接管420連接。在一些實施例中，連接器200包 括螺帽(nut)210、接環(ferrule)220及套筒(sleeve)230；其中套筒230的一端具有接環220以連接第一連接管410，套筒230的一端連接第二連接管420。螺帽210環設於套筒230的中段。在一實施例中，螺帽210、接環220、套筒230的尺吋皆為0.8mm。在一些實施例中，微流道300具有微流道晶片310(iLiNP1.0)、晶片夾320夾設微流道晶片310以及晶片連接件330連接地案連接管420與微流道晶片310。在一些實施例中，第一連接管410為1/16英吋(inch)，藉由連接器200轉接0.5mm的第二連接管420。在一實施例中，第二連接管420為毛細管。
實施例1.具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的可逆性試驗
將製備例1中的初始溶液(Plu=1.5g，Alg=0.025g)分為以下三組。
A組為純溫度成膠的可逆性試驗：將10mL初始溶液裝入25mL樣本瓶後加熱至37℃、4小時，觀察其是否有形成膠體(含藻酸鈣AlgCa)。若有，再將膠體置於4℃、4小時，觀察膠體是否有回復至液相。
B組為純離子成膠的可逆性試驗：將2mL初始溶液裝入截留分子量為1,000至50,000Da的透析膜中，以5g/L、室溫(約25℃)的硫酸鈣(CaSO4)溶液透析24小時後裝入樣本瓶，並觀察是否有形成膠體。若有，再將 膠體以0.1M的氯化鈉(NaCl)溶液沖洗一天，觀察是否有回復至液相。
C組為溫度離子成膠(即為本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物)的可逆性試驗：將2mL初始溶液裝入截留分子量為1,000至50,000Da的透析膜中，以5g/L、0~37℃的硫酸鈣溶液透析24小時後裝入樣本瓶，並觀察是否有形成膠體。若有，再將膠體浸入4℃的磷酸鹽緩衝生理鹽水(phosphate buffered saline，PBS)內一天，觀察是否有回復至液相。
以上三組結果，A組在37℃時傾斜樣本瓶內的初始溶液不會滑落，代表確實有成膠；之後冷卻至4℃時回復為液相。B組在硫酸鈣溶液SPs透析24小時傾斜樣本瓶內的初始溶液不會滑落，代表確實有成膠；之後再使用氯化鈉溶液沖洗，結果無法回復為液相。C組在37℃的硫酸鈣溶液SPs透析後，傾斜樣本瓶內的初始溶液不會滑落，代表確實有成膠；之後再使用低溫的PBS(C-PBS)沖洗後，回復為液相。在一實施例中，低溫的PBS可以冰水或冰生理鹽水取代之。本實施例的結果證明，本揭露的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物不同於普通水凝膠，不會因單一環境變因(例如溫度)而瓦解，在操作上容易維持材料結構的穩定性，透過環境中的離子及溫度來控制水凝膠的交聯情形，特點在於改變單一條件(例如溫度)無法將水凝膠還原回液態。本實施例的示意圖顯示於第3圖。
實施例2. 具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物之液相與膠相的臨界變化
取製備例1四種Plu-Alg重量比所製備獲得的具有感溫離子可逆性的水凝膠組成物，藉由粒徑分析儀(又稱為動態光散射儀(dynamic light scattering, DLS))觀察前述四種組成物從20°C上升至50°C時從液相到膠相的變化。
請參閱第4A圖至第4D圖，分別為1.5g Plu-150mg Alg、1.5g Plu-100mg Alg、1.5g Plu-50mg Alg、及1.5g Plu-25mg Alg四種比例具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的DLS圖譜。因20°C已超過臨界微胞濃度(critical micelle concentration, CMC)，因此在相同的延遲時間(delay time)時相關函數(correlation)下降幅度較大。隨著溫度的上升，高分子鏈之間開始糾纏並排列形成層狀結構，因此粒子的運動被限制，造成相關函數上升。在超過40°C之後相關函數的下降幅度又逐漸增加，可能的原因為膠體開始融化，使膠體中的粒子又可以開始運動，造成相關函數下降。第4A圖為藻酸鈉含量最高之DLS圖像，由於藻酸鈉含量較高，有可能影響成膠作用，因此前述相關函數下降的現象較不明顯。
實施例3. 具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物之液相與膠相的相變(Sol-Gel transition)
採用四個濃度150/100/50/25 mg的藻酸鈉與重量∕體積百分率為12.5至27.5% (%w/v)的Plu水溶液從5°C加熱至70°C，每5°C測量一次、每個溫度維持10分鐘。為了確認不同比例的組成物是否成為膠相(凝膠或膠體)，將裝有不同比例組成物的樣本瓶倒立。若一分鐘後無液體流下，即可確認為此濃度之溶液已形成膠體。
請參閱第5圖所示，藻酸鈉濃度越高，可成膠的普朗尼克濃度及溫度就越低，而可回復性(回復成液相)就越不明顯，原因可能為藻酸鹽的羥基可以與交聯的普朗尼克牢固結合，因此藻酸鹽會影響普朗尼克之成膠溫度以及成膠強度。相反的，隨著藻酸鹽濃度愈低，可成膠所需之溫度與普朗尼克濃度較高，可回復性較為明顯。
實施例4. 具感溫離子可逆性水凝膠組成物的成膠點分析
取製備例1四種Plu-Alg重量比所製備獲得具有感溫離子可逆性的水凝膠組成物，當四種組成物為膠相時，量測從高溫至低溫之黏度變化。第6圖顯示藻酸鈉含量為25 mg至150 mg的黏度，其中當具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的藻酸鈉含量為25 mg至100 mg時，黏度相近且黏度低。此代表可逆現象明顯而且流動性佳，可以做為熱可逆之傷口敷料的選擇。藻酸鈉含量為150 mg時，因其機械性質強使可逆性質不明顯。
實施例5. 拉曼光譜分析具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物
請參閱第7圖為取自製備例1中1.5g Plu-25mg Alg的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的拉曼光譜。利用二種不同物質(普朗尼克與藻酸鹽)之特徵峰來計算含量，進而取得元素分布影像。位於約1230~1250 cm -1、約1265 cm -1至1285 cm -1、及約1460~1490 cm -1的拉曼位移峰為普朗尼克中的聚氧乙烯(PEO)之特徵峰，而位於約1605~1625 cm -1的拉曼位移峰為藻酸鹽之特徵峰。
3D拉曼顯微成像圖可以掃描空間中一面上的多個點，在計算出各個點不同物質特徵峰的強度進而算出物質的分布特性。取製備例1四種Plu-Alg重量比所製備獲得具有感溫離子可逆性的水凝膠組成物，以PEO之特徵峰值[1486.09[1469.09- 1478.09]]與藻酸鹽之特徵值[1757.09[1751.09- 1771.09]]進行立體顯微成像。第8A圖至第8D圖為包含1.5g Plu與不同含量的藻酸鹽之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的3D拉曼顯微成像圖，其中第8A圖的藻酸鹽為150 mg、第8B圖的藻酸鹽為100 mg、第8C圖的藻酸鹽為50 mg、及第8D圖的藻酸鹽為25 mg。從拉曼光譜成像圖可以看到本揭示內容之具有感溫離子可逆性的水凝膠組成物確實有形成層狀結構，層間距從約40 μm至約600 μm不等，例如第8A圖至第8D圖分別為375 μm、200 μm、127 μm及90 μm。層間距的差別可能與藻酸鹽的含量有所關連，藻酸鹽含量愈多代表藻酸鹽在普朗尼克層與層之間交聯形成水凝膠的量越多，使得層間距較大。
實施例6. 電子顯微掃描具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物
掃描式電子顯微鏡利用電子束打在樣品後，偵測樣品所產生的二次電子成像可觀察出待測物表面之型態特徵。第9A圖至第9F圖為包含不同量的藻酸鹽之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的掃描式電子顯微鏡成像圖，其中第9A圖為150 mg的藻酸鹽與鈣離子交聯、第9B圖為15% (w/v) PF127、第9C圖為15% (w/v) PF127與25 mg的藻酸鈣混合、第9D圖為15% (w/v) PF127與50 mg的藻酸鈣混合、第9E圖為15% (w/v) PF127與100 mg的藻酸鈣混合、及第9F圖為15% (w/v) PF127與150 mg的藻酸鈣混合。可以看出製備例1中具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物產生網狀結構且形成多個孔洞，孔洞的直徑從50 μm到250 μm不等，尤其以1.5g Plu-25mg Alg的組成物(第9C圖)的孔洞最為明顯。第9F圖為1.5g Plu-150mg Alg的組成物具有較少的孔洞，其無孔洞的部分與純藻酸鹽膠體的SEM圖(第9A圖)相似。隨著藻酸鹽比例的降低，可以看出孔洞越來越多且較明顯，結果也越趨近於純普朗尼克膠體之結構(第9B圖)。
實施例7. 具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的細胞毒性測試
液相組成物的測試流程：取製備例1中1.5g Plu-25mg Alg的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物(液相組成物)與培養液混合24小時後，以1,000轉離心5分鐘取上清液為第一混合液。接著將第一混合液加入人類皮膚角質細胞(HaCaT)培養24小時，進行細胞代謝活性試驗(MTT assay)，以評估膠體之生物相容性。膠相組成物的測試流程：取製備例1中1.5g Plu-25mg Alg的組成物(膠相組成物)與培養液混合24小時，移除膠相組成物後獲得第二混合液。接著將第二混合液加入人類皮膚角質細胞(HaCaT)培養24小時，進行細胞代謝活性試驗(MTT assay)，以評估膠體之生物相容性。根據醫療器材之體外細胞毒性測定的指導原則(IS010993-5,Biological Evaluation of Medical Devices-Part 5: Tests for Cytotoxicity: In Vitro Methods,1992)，如果細胞暴露於待測物下存活率超過70%，則代表待測物是無細胞毒性的。
第10A圖及第10B圖顯示具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的細胞毒性測試之數據圖，其中第10A圖表示被處理以液相組成物(凝膠化之前，沒有鈣離子)的人類皮膚角質細胞(HaCaT)的細胞存活率，第10B圖表示被處理以膠相組成物(凝膠化之後，有鈣離子)的人類皮膚角質細胞(HaCaT)的細胞存活率。從第10A及10B圖可知， 無論組成物是呈膠相(第10B圖)或液相(第10A圖)，細胞的存活率都大於100%，代表本揭露之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物並無細胞毒性。
實施例8. 水凝膠微球的可溶解實驗
以製備例2的方式製備具有感溫離子可逆性的水凝膠微球，進行可溶解實驗。具體而言，將藻酸鈉(以下簡稱Alg)以2wt%的濃度溶於去離子水中，分別於溶液中加入2及20wt%的普朗尼克® F-127(以下簡稱Plu)，並於4℃的環境溫度中攪拌直至粉末溶解。隨後將Alg/Plu溶液填充至針筒中，以0.1mL/min的速率滴定至20℃及40℃的鈣離子溶液中以形成粒徑約2mm的微球，收集20顆微球後分別儲存於滴定時的溫度下1小時。
配置一50mL 0.005M EDTA溶液，並分別加熱至20℃及40℃，將上述製備好的微球分別加入EDTA溶液中，在0、10、20、30、40、50及60分鐘時取出微球，使用擦拭紙吸收微球表面之水分並秤量微球之重量。
請參閱第11A圖及第11B圖所示，分成樣品A至H，分別為：
(一)Plu/Alg混合比例2：2(P2A2)
樣品A表示4℃的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於20℃成膠，再以20℃ EDTA進行瓦解測試。
樣品B表示4°C的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於20°C成膠，再以40°C EDTA進行瓦解測試。 樣品C表示4°C的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於40°C成膠，再以20°C EDTA進行瓦解測試。 樣品D表示4°C的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於40°C成膠，再以40°C EDTA進行瓦解測試。 (二)Plu/Alg混合比例20:2 (P20A2) 樣品E表示4°C的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於20°C成膠，再以20°C EDTA進行瓦解測試。 樣品F表示4°C的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於20°C成膠，再以40°C EDTA進行瓦解測試。 樣品G表示4°C的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於40°C成膠，再以20°C EDTA進行瓦解測試。 樣品H表示4°C的Plu/Alg加入Ca-EDTA後於40°C成膠，再以40°C EDTA進行瓦解測試。
第11A圖為2wt% Plu-2wt% Alg、第11B圖為2wt% Plu-20wt% Alg兩種比例在不同滴定溫度及瓦解溫度下之重量變化。由第11A圖可得知在Plu/Alg比例2:2的情況下，在滴定至40°C鈣離子溶液的樣品C、D因環境溫度已達Plu的凝膠溫度，故在形成微球時會呈有序結構，從重量流失曲線具有較平緩的曲線。反之，滴定於20°C鈣離子溶液的樣品A、B尚未達到Plu的凝膠溫度，故僅能透過Alg來維持結構的穩定性，因此在微球浸泡至EDTA溶液中會觀察到較為陡峭的重量流失曲線。由第11B圖為Plu/Alg比例20:2的樣品，從重量改變的曲線無法觀察到滴定溫度及瓦解速率之相關性，因水膠樣品中具備大量的Plu高分子鏈段已影響到Alg的凝膠性能。因此，樣品E、F、G、H與第11A圖中的樣品C、D相比，縱使已達plu的凝膠溫度，尚無法形成有序結構，因此重量流失曲線的斜率會低於樣品C、D。
實施例9. 水凝膠微球小角散射圖
小角度X光散射(SAXS)利用X光與電子散射線對製備例2的具有感溫離子可逆性的水凝膠微球進行非破壞的掃瞄，並定性觀測材料微觀結構的分布。第12A圖為Plu/Alg混合比例2:2(P2A2)及18:2(P18A2)的水凝膠微球於20°C及37°C下形成凝膠，第12B圖為第12A圖的局部放大圖。第12C圖為Plu 18wt%(P18)於20°C及37°C下形成凝膠，第12D圖為Plu 2wt %(P2)及Plu 20wt%(P20)於20°C及37°C下形成凝膠時的散射強度變化。
透過第12C圖至第12D圖可以觀察到在不同濃度Plu因溫度變化使親疏水端產生聚集，並於達到臨界微胞濃度(critical micelle concentration，CMC)/ 臨界微胞溫度(critical micelle temperature，CMT)及臨界膠體濃度(critical gelation concentration，CGC)/較低臨界溶液溫度(LCST)分別產生微胞(micelles)及凝膠(gel)之型態，並於Plu 20wt%樣品的SAXS圖譜0.03 A -1至0.05 A -1及0.05 A -1至0.1 A -1之間出現明顯的特徵峰。這段區出現之訊號為Plu相轉變時的判斷依據，然而在Alg加入Plu後主導整體特徵峰結構，使Plu之特性受到部分抑制。這點由第12B圖得到驗證，在0.03-0.1 A -1的區間中，P2A2無論在20°C或37°C都未從觀察到明顯的特徵峰，且P18A2於低溫(如20°C)時Plu的特徵峰也消失，但可以在升溫(如37°C)後於0.05-0.08A -1的區間觀察到散射強度峰值。這表示高濃度樣品(P18A2)應有凝膠轉變為微胞時的特徵峰變化，進而推測已產生有序結構。
綜上所述，本揭露的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物不同於市面上的普通水凝膠，普通水凝膠會因單一環境變因而瓦解，且這些水凝膠多由環境溫度、離子或酸鹼變化而改變型態。本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物則是透過環境中的離子及溫度雙條件共同來控制水凝膠的交聯情形，需要同時給予離子及升溫才能形成凝膠，故特點在於改變單一條件無法完全將水凝膠還原回液態，在操作上容易維持材料結構的穩定性，且利用此穩定的性質可以發展出一些有趣的應用如前所述。
特別地，本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的應用在於：相關應用產品可包括傷口敷料、醫藥組成物、藥物載體、細胞三維支架、可溶解型微球及細胞補放系統，其中作為傷口敷料，因為利用冰生理鹽水沖洗本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，就可以移除及更換原有敷料，因此具有易於更換，具有良好的體外與體內穩定性及高度生物相容性，且無毒性的優點，作為治療輔助用途。
本揭露具感溫離子可逆性的水凝膠組成物塗覆於患部或傷口時，可藉由體溫使組成物凝膠以利保持傷口處於溫暖潮濕的環境。當需更換與移除敷料時，可以冰水沖洗、PBS清洗(含有Na可以有機會與鈣進行取代)，使具有有序結構的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物部分瓦解，而可輕易從患部移除。在一些實施方式中，以冰水含離子溶液(如4°C-20°C EDTA水溶液)可完全瓦解具感溫離子可逆性的水凝膠組成物，移除速度最快。因此，本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物除了不會在體內產生沾黏外，移除時亦可避免造成患部的二次傷害。
此外，本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物可用來作為注射型局部癌症治療，為了提升普朗尼克(Pluronic)在於體內滯留時間及穩定度，本揭露在體外設計複合水膠概念，藉由海藻酸鈣或者是其他含羧酸基聚多醣高分子，本揭露可以有效改善普朗尼克溫度穩定度上問題，同時本揭露也開發出離子及溫度雙感應性高分子可以製備成水膠或者是水膠微球。再者，本揭露具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物使用作為微球時為可溶性，也因此在細胞脫附微球後，可分離微球及所培養的細胞。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100a:幫浦
100b:幫浦
200:連接器
210:螺帽
220:接環
230:套筒
300:微流道
310:微流道晶片
320:晶片夾
330:晶片連接件
410:第一連接管
420:第二連接管
Alg:藻酸鹽
AlgCa:藻酸鈣
Ca:鈣離子
C-PBS:低溫的磷酸鹽緩衝生理鹽水
EDTA:乙二胺四乙酸
Plu:普朗尼克
Temp:溫度
SPs:硫酸鈣溶液
當結合附圖閱讀以下詳細描述時，本揭露的各種態樣將最易於理解。應注意的是，根據行業標準操作規程，各種特徵結構可能並非按比例繪製。事實上，為了論述之清晰性，可以任意地增大或減小各種特徵結構之尺寸。為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示本揭露之一實施方式之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的製備示意圖。
第2圖為繪示本揭露之一實施方式之為水凝膠微球所建立之微流道系統之示意圖。
第3圖繪示本揭露之一實施方式之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的可逆性的示意圖。
第4A-4D圖分別為第4A圖：1.5克(g)Pluronic® F127(Plu)-150mg藻酸鈉(Alg)、第4B圖：1.5g Plu-100mg Alg、第4C圖：1.5g Plu-50mg Alg、及第4D圖：1.5g Plu-25mg Alg四種比例具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的動態光散射儀(dynamic light scattering,DLS)圖譜。
第5圖為繪示本揭露之一實施方式之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物液相(Sol)與膠相(Gel)的相變之折線圖。
第6圖為繪示本揭露之一實施方式之固定比例的Plu與不同比例的藻酸鈉含量25mg至150mg成物的黏度 變化之折線圖。
第7圖為繪示本揭露之一實施方式之1.5g Plu-25mg Alg的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的拉曼光譜，其中*表示藻酸鹽(Alg)之特徵峰，PF127為Pluronic® F127的特徵峰。
第8A-8D圖為繪示本揭露之一實施方式之不同量的藻酸鹽之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的3D拉曼顯微成像圖，各圖中Plu皆為1.5g，各圖的左側為藻酸鹽特徵峰的分析、右側為聚氧乙烯PEO特徵峰的分析。第8A圖為150mg藻酸鹽、第8B圖為100mg藻酸鹽、第8C圖為50mg藻酸鹽、第8D圖為25mg藻酸鹽。
第9A-9F圖為繪示本揭露之一實施方式之不同量的藻酸鹽之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的掃描式電子顯微鏡成像圖。第9A圖為150mg的藻酸鹽與鈣離子交聯(比例尺200μm)、第9B圖為15%(w/v)PF127(比例尺100μm)、第9C圖為15%(w/v)PF127與25mg的藻酸鈣混合(比例尺100μm)、第9D圖為15%(w/v)PF127與50mg的藻酸鈣混合(比例尺100μm)、第9E圖為15%(w/v)PF127與100mg的藻酸鈣混合(比例尺100μm)、及第9F圖為15%(w/v)PF127與150mg的藻酸鈣混合(比例尺100μm)。
第10A-10B圖為繪示本揭露之一實施方式之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的細胞毒性測試之柱狀圖，其中第10A圖表示被處理以液相組成物(凝膠化之前，沒有 鈣離子)的人類皮膚角質細胞(HaCaT)的細胞存活率，第10B圖表示被處理以膠相組成物(凝膠化之後，有鈣離子)的人類皮膚角質細胞(HaCaT)的細胞存活率。
第11A-11B圖為繪示本揭露之一實施方式之不同比例的具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，在不同滴定溫度及瓦解溫度下之重量變化折線圖。第11A圖為Plu/Alg混合比例2：2(P2A2)A組至D組的結果。第11B圖為Plu/Alg混合比例20：2(P20A2)E組至H組的結果。A組至H組的詳細條件請參閱下文實施方式。
第12A-12D圖為繪示本揭露之一實施方式之小角度X光散射(Small-angle X-ray scattering，SAXS)圖譜。第12A圖為Plu/Alg混合比例2：2及18：2的水凝膠組成物於20℃及37℃下凝膠；第12B圖為第12A圖的局部放大圖；第12C圖為單獨Plu 18wt%於20℃及37℃下凝膠；第12D圖為Plu 2wt%(P2)及Plu 20wt%(P20)於20℃及37℃下形成凝膠時的散射強度變化。

Claims (20)

  1. 一種製備具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物之方法，包含以下步驟：提供一感溫型聚合物；提供一陰離子型聚合物，該陰離子型聚合物包含至少一羧酸基(carboxylic acid)的聚多醣(polysaccharide)；將該感溫型聚合物與該離子型聚合物溶於一溶劑中並混合，獲得一初始溶液；以及將該初始溶液與一陽離子交聯劑進行一混合製程，當該初始溶液與該陽離子交聯劑接觸時會進行交聯，以獲得該具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，其中該具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物於膠相時呈有序結構，並且可逆地溶解成液相。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該感溫型聚合物包含雙親性三嵌段高分子共聚物(amphiphile triblock copolymer)、或N-異丙基丙烯醯胺(N-isopropylacrylamide，NIPAAm)。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該雙親性三嵌段高分子共聚物包含泊咯沙姆(poloxamer)，該泊咯沙姆是由聚氧乙烯(poly-ethylene oxide,PEO)-聚氧丙烯(poly-propylene oxide,PPO)-聚氧乙烯的順序所組 成；其中該至少一羧酸基的該聚多醣包含甘露糖醛酸(mannuronic acid)及古洛糖醛酸(guluronic acid)。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該聚多醣為藻酸鹽。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該將該感溫型聚合物與該離子型聚合物溶於該溶劑中並混合的步驟中，包含該感溫型聚合物與該離子型聚合物的重量比為1：0.001至1：0.6。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該陽離子交聯劑包含至少一種或多種一至四價金屬陽離子的溶液、或至少一種或多種一至四價金屬陽離子的溶液與一金屬螯合劑。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該至少一種或多種一至四價金屬陽離子為Li+、Na+、K+、Cu+、Ag+、Au+、Cu+2、Be+2、Mg+2、Ca+2、Sr+2、Ba+2、Zn+2、Sn+2、Fe+2、Pb+2、Co+2、Ni+2、Mn+2、Cd+2、Au+3、Al+3、Ga+3、In+3、Fe+3、Co+3、Ni+3、Ce+3、Se+3、Ce+4、Se+4、Ti+4、或其組合。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該將該感溫型聚合物與該離子型聚合物溶於該溶劑中並混合的步驟中，包含於低溫下獲得該初始溶液。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該低溫為0℃至20℃。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該將該初始溶液與該陽離子交聯劑進行該混合製程的步驟中，包含在一預定溫度下混合該初始溶液與該陽離子交聯劑，其中該預定溫度為10℃至45℃時，該具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物呈膠相。
  11. 如請求項1所述之方法，其中該混合製程包含透析、微流道、滴定、靜電紡絲、乳化聚合、再沉澱、或其組合。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該有序結構包含面心立方晶體結構、體心立方晶體結構、六方最密堆積晶體結構、層狀結構、或其組合。
  13. 一種具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，包含：一感溫型聚合物；以及 一陰離子型聚合物，該陰離子型聚合物包含至少一羧酸基(carboxylic acid)的聚多醣(polysaccharide)；其中，當該組成物呈膠相時以拉曼光譜分析，且該組成物的拉曼光譜成像圖呈現有序結構，並且可逆地溶解成液相；其中，當該組成物呈膠相時以小角度X光散射分析，具有散射強度峰值。
  14. 如請求項13所述之水凝膠組成物，其中該感溫型聚合物包含雙親性三嵌段高分子共聚物、或N-異丙基丙烯醯胺，該離子型聚合物包含至少一羧酸基的聚多醣。
  15. 如請求項14所述之水凝膠組成物，其中該雙親性三嵌段高分子共聚物包含泊咯沙姆，該泊咯沙姆是由聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的順序所組成；其中該至少一羧酸基的該聚多醣包含甘露糖醛酸及古洛糖醛酸。
  16. 如請求項15所述之水凝膠組成物，其中該聚多醣為藻酸鹽。
  17. 如請求項15所述之水凝膠組成物，其中該有序結構為層狀結構，該層狀結構係由複數層區所形成， 各層區之間的間距為約40微米(μm)約600μm。
  18. 一種載體，包含如請求項13所述之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物，其中該載體包含傷口敷料、醫藥組成物、藥物載體、細胞三維支架或溶解型微球之型式。
  19. 一種如請求項13所述之具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物的使用方法，當該具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物透過一溫度低於一較低臨界溶液溫度(lower critical solution temperature，LCST)的水溶液、一金屬螯合水溶液、或一溫度低於該較低臨界溶液溫度的金屬螯合水溶液時，該具感溫及離子可逆性的水凝膠組成物會由膠相轉換為液相。
  20. 如請求項19所述之使用方法，其中該較低臨界溶液溫度介於10℃至45℃之間。
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