高强度可注射水凝胶的设计与制备

发布时间：2021-07-29 21:46

　　水凝胶是一种拥有三维网络结构的高分子材料,具有高含水量及类细胞质基质的结构与性质。可注射水凝胶是一种可以实现体外注射,体内成胶的水凝胶材料。它拥有可微创移植,填充不规则创口,包载细胞、药物及生物活性分子等优点,在组织修复与药物载体等方面受到了广泛的关注。然而,受限于制备条件,可注射水凝胶的力学性能往往较差,且在生理环境下易发生溶胀与降解,不仅会损伤周围组织而且会降低自身的力学强度,因此极大地限制了它们的实际应用。在本论文中,我们以开发高强度的可注射水凝胶为主要目标,通过对高分子链与水凝胶结构的合理设计,依次得到了能在体外环境下拥有高强度,能在生理环境下保持不溶胀以及能在降解过程中的维持力学稳定的水凝胶,为构造更贴近实际应用的高强度可注射水凝胶提供了新的思路。本论文的研究内容和主要结论如下:首先,利用纳米颗粒POSS在水中的疏水自聚集行为来提升剪切变稀型水凝胶的力学强度。我们合成了聚乙二醇-双脲基（PEG-Bisurea）嵌段聚合物,并用POSS基团对其进行封端。该聚合物可以依靠分子链上双脲键间的氢键作用形成剪切变稀型的水凝胶,而端基POSS的疏水聚集作用则会形成另一重交联,提升凝胶网络... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

常见的可注射水凝胶的成胶过程It}l

?体生理温度３７°Ｃ，因此ＰＮＩＰＡＭ的疏水聚集常被用于体内的凝胶化反应［２６，２７］。??相似的，一些其他常见的拥有热响应转变特性的疏水嵌段如图１．２ｂ所示［２８］。它??们与亲水嵌段（如ＰＥＧ）组成的嵌段聚合物如聚环氧乙烷－聚环氧丙烷－聚环氧??乙烷（ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ）、聚乙二醇－聚（乳酸－ＣＯ－乙醇酸）－聚乙二醇??（ＰＥＧ－ＰＬＧＡ－ＰＥＧ）等同样具有温敏性，分子链中的ＰＰＯ和ＰＬＧＡ可在ＬＣＳＴ??以上发生亲疏水的转变，由此发生自组装形成水凝胶［２９，３（）］。??⑷?４?Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ?ＰＥＧ?春??／?Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ＰＰＳ?一??乂，Ｖ??々ｊ?‘乂，，?－?Ｉ，??＾＿＿＿：＿腿＿，．參；麵＿丨酬丨丨丨ｗ丨丨丨丨１蓼?一．＇，??ＲＧＤ?４１?＾?＂??（ｂ）?ＣＨ，?０??１?人０?？彳??ＨｊＣ?人?ＣＨ３?ＣＨＪ?０??ＰｏＶＣＮ－ｆｅｏｐｒｏｐｙｌａｏｒｙｉａｉｒｉｄｅ）?Ｐｄｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ?ｏｘｉｄｅ）?Ｐｏｌｙ｛！ａｄｊｄｅ－ｃｏ－ｇｌｙｃｏＢｃ?ａｄｄ）??ＰＭ?ＰＡＭ?ＰＰＯ?ＰＬＧＡ??〇?〇??０??Ｐｏ＾（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ?ｆｕｍａｒａｌｅ）?Ｐｏｌｙ（ｃａｐｒｏｌａｄｏｎｅ）??（ＰＰＦ）?ＰＣＬ??图１．２（ａ）两亲性嵌段聚合物ＰＥＧ－ＰＰＳ的成胶过程［２３ｌ（ｂ）常见的具有温度响应??性的疏水嵌段［２８］。??氢键相互作用是另一种常用来构造可注射水凝胶的物理交联。尽管氢键作??用通常较弱

被用来制备可注射水凝胶。Ｓｉｊｂｅｓｍａ等人制备了一种含双脲键的ＰＥＧ嵌段聚合??物，利用脲键间的多重氢键作用作为物理交联点，赋予了水凝胶剪切变稀以及??自修复的性能［３８］，如图１．３ｂ所示。值得一提到的是，这些多重氢键作用通常易??受水分子的影响，因此通常会引入疏水链段来进行保护。??４－?操??＋?Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ?Ｉ?］?ｆ?Ｊ??〇＞）?＾??丫ｙ?〇??ｎ?＊?４?ｏｒ?６?ａｎｄ?ｍ?？?１０??Ｌ?ｌ??图１．３?（ａ）基于碱基对氢键配对作用制备水凝胶［３２］。（ｂ）基于双脲键氢键作用制??备水凝胶［３８］。??主客相互作用主要是基于主体大环分子与客体分子之间的络合作用。环糊??精（ＣＤ）和葫芦脲（ＣＢ）是两种最常见的主体大环分子，它们拥有良好的生??物相容性以及较强的物理作用。聚环氧乙烷（ＰＥＯ），聚己内酯（ＰＣＬ）和聚乙??烯醇（ＰＶＡ）等高分子链可以穿过环糊精的腔体，金刚烷和胆固醇等客体分子??５??

【参考文献】：
期刊论文
[1]软物质[J]. 欧阳钟灿.  创新科技. 2007(05)



本文编号：3310116