專利名稱：基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水凝膠領(lǐng)域，更加具體地說，涉及具有藥物和基因釋放雙功能的高強度水凝膠及其制備方法，即β _環(huán)糊精和2-乙烯基-4,6- 二氨基-1,3, 5- 二嗪共聚物(PCD-co-PVDT )水凝膠的制備以及對其作為藥物載體和基因載體性能的研究。
背景技術(shù)：
水凝膠是一類以水為分散介質(zhì)，在水中能夠吸收大量的水分并能夠保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物。同時，還具有良好的水滲透性，生物相容性，固作為人體植入物可以減少不良反應(yīng)。因而水凝膠被作為優(yōu)良的生物醫(yī)用材料得到廣泛應(yīng)用。但是，對于傳統(tǒng)的水凝膠，較差的機械性能限制了其作為生物材料尤其是力學(xué)器件的應(yīng)用。近年來，有很多研究者致力于改善水凝膠的力學(xué)性能，例如雙網(wǎng)絡(luò)凝膠(J.P.Gong，Y.Katsuyama, T.Kurokawa, Y.0sada, Double-Network Hydrogels with Extremely HighMechanical Strength.Adv.Mater.15 (2003) 1155-1158)、滑環(huán)凝膠、納米復(fù)合材料凝膠、四臂-聚乙二醇凝膠、大分子微球復(fù)合凝膠、偶極-偶極增強凝膠、離子/共價交聯(lián)凝膠和疏水的薄層狀復(fù)合凝膠等。這些文獻報道的技術(shù)主要是致力于增強水凝膠的強度，如拉伸、壓縮、延展性和斷裂能等。最近，文獻報道了一系列基于二氨基三嗪氫鍵的高強度凝膠(L.Tang, ff.Liu, G.Liu, High-Strength Hydrogels with Integrated Functions ofH-bonding and Thermoresponsive Surface-Mediated Reverse Transfection and CellDetachment Adv.Mater.22 (2010) 2652-2656)。二氛基三嚷殘基內(nèi)可以形成氧鍵，導(dǎo)致水凝膠機械強度增加；同時在其表面二氨基三嗪組分能夠結(jié)合質(zhì)粒DNA，用于反向轉(zhuǎn)染或基質(zhì)-介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既可以載藥又能載基因的水凝膠，具體為合成的帶有雙鍵的β -環(huán)糊精和2-乙烯基-4，6- 二氨基-1，3，5-三嗪的共聚物(PCD-co-PVDT)，該水凝膠具有較高的抗拉伸和抗壓縮能力，以及良好的生物相容性。以布洛芬(IBU)為疏水性模型藥物研究了 PCD-co-PVDT水凝膠的藥物釋放性能，同時考察了其吸附質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染細胞的能力。本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種聚乙二醇修飾的β -環(huán)糊精單體交聯(lián)的高強度水凝膠(基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠)，由2-乙烯基-4，6- 二氨基-1，3，5-三嗪(VDT)和帶有雙鍵的β -環(huán)糊精通過自由基聚合共聚而成，將這兩種單體和引發(fā)劑溶解在溶劑中，通過引發(fā)劑引發(fā)它們分子上的不飽 和鍵，通過自由基聚合反應(yīng)制備出水凝膠。其制備方法，包括以下步驟:首先，合成聚乙二醇修飾的β -環(huán)糊精交聯(lián)劑。采用N，N’ -羰基二咪唑活化聚乙二醇甲基丙烯酸酯(Mn=526，即PEG526MA)，然后加入β -環(huán)糊精反應(yīng)至少24小時，將反應(yīng)
后的混合物通過透析和凍干得到目標產(chǎn)物PEG526MA- β -⑶，其反應(yīng)機理如下化學(xué)反應(yīng)方程
式所示:
權(quán)利要求
1.基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠，其特征在于，由2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪和帶有雙鍵的β -環(huán)糊精通過自由基聚合共聚而成，將這兩種單體和引發(fā)劑溶解在溶劑中，通過引發(fā)劑引發(fā)它們分子上的不飽和鍵，在隔絕氧氣的條件下通過自由基聚合反應(yīng)制備出水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠，其特征在于，所述帶有雙鍵的環(huán)糊精按照下述步驟進行制備:采用N，N’ -羰基二咪唑活化聚乙二醇甲基丙烯酸酯，然后加入β -環(huán)糊精反應(yīng)至少24小時，將反應(yīng)后的混合物通過透析和凍干制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠，其特征在于，在制備帶有雙鍵的環(huán)糊精的過程中，所述聚乙二醇甲基丙烯酸酯Μη=526，Ν，Ν’ -羰基二咪唑和聚乙二醇甲基丙烯酸酯的質(zhì)量比為1:1，聚乙二醇甲基丙烯酸酯與β-環(huán)糊精的投料摩爾比為(4-6 ):1，反應(yīng)溫度為20-25 °C，反應(yīng)時間優(yōu)選24-30小時，采用二甲基亞砜為反應(yīng)溶劑，產(chǎn)率為50%-70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠，其特征在于，所述2-乙烯基-4，6- 二氨基-1，3，5-三嗪和帶有雙鍵的β -環(huán)糊精的質(zhì)量比為(0.5-2):1，引發(fā)劑的質(zhì)量為單體與交聯(lián)劑總質(zhì)量的2%-4%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠，其特征在于，所述引發(fā)劑選擇偶氮二異丁腈或者過氧化苯甲酰，反應(yīng)時間為l_5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠，其特征在于，所述引發(fā)劑選擇1-[4-(2- 羥乙氧基)-亞苯基]-2-羥基-2' ,2' -二甲基乙酮、甲基乙烯基酮或者安息香，反應(yīng)時間為30min-lh。
7.基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠的制備方法，其特征在于，按照下述步驟進行: (1)采用N，N’-羰基二咪唑活化聚乙二醇甲基丙烯酸酯，然后加入β-環(huán)糊精反應(yīng)至少24小時，將反應(yīng)后的混合物通過透析和凍干制得帶有雙鍵的β -環(huán)糊精； (2)將2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪、帶有雙鍵的β -環(huán)糊精和引發(fā)劑溶解在溶劑中，通過引發(fā)劑引發(fā)它們分子上的不飽和鍵，在隔絕氧氣的條件下通過自由基聚合反應(yīng)制備出水凝膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟(I)中，所述聚乙二醇甲基丙烯酸酯Μη=526，N，N’ -羰基二咪唑和聚乙二醇甲基丙烯酸酯的質(zhì)量比為1:1，聚乙二醇甲基丙烯酸酯與β-環(huán)糊精的投料摩爾比為(4-6):1，反應(yīng)溫度為20-25°C，反應(yīng)時間優(yōu)選24-30小時，采用二甲基亞砜為反應(yīng)溶齊[J，產(chǎn)率為50%-70%;在所述步驟(2)中，所述2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪和帶有雙鍵的環(huán)糊精的質(zhì)量比為(0.5-2):1，引發(fā)劑的質(zhì)量為單體與交聯(lián)劑總質(zhì)量的2%-4%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠的制備方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，所述引發(fā)劑選擇偶氮二異丁腈或者過氧化苯甲酰，反應(yīng)時間為l-5h或者所述引發(fā)劑選擇1-[4- (2-羥乙氧基)-亞苯基]-2-羥基-2'，2' -二甲基乙酮、甲基乙烯基酮或者安息香,反應(yīng)時間為30min-lh。
10.如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠在控制藥物釋放領(lǐng)域中的應(yīng)用，其特征 在于，所述藥物為疏水性的藥物，如布洛芬。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于環(huán)糊精交聯(lián)的二氨基三嗪氫鍵增強水凝膠及其制備方法和應(yīng)用，由2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪和帶有雙鍵的β-環(huán)糊精通過自由基聚合共聚而成，將這兩種單體和引發(fā)劑溶解在溶劑中，通過引發(fā)劑引發(fā)它們分子上的不飽和鍵，通過自由基聚合反應(yīng)制備出水凝膠。該水凝膠具有較高的抗拉伸和抗壓縮能力，以及良好的生物相容性。
文檔編號C08B37/16GK103172802SQ20131012375
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者劉文廣, 胡秀鳳, 王寧, 劉璐 申請人:天津大學(xué)