專利名稱：pH敏感性水凝膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種pH敏感性水凝膠及其制備方法，特別是一種具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的pH敏感性水凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
高分子凝膠是指一種充滿液體的大分子網(wǎng)絡(luò)，即由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物和溶劑組成。它是介于液體和固體之間的三維網(wǎng)絡(luò)，既有液體樣的運(yùn)動(dòng)性和流動(dòng)性，又具有固體樣的形穩(wěn)性。當(dāng)大分子骨架具有親水性時(shí)，其充滿的液體可以是水或者水溶液，這種凝膠被稱為親水性凝膠，簡(jiǎn)稱水凝膠。
智能水凝膠是對(duì)外界環(huán)境(如溫度、pH、離子強(qiáng)度、光和特異化學(xué)物質(zhì)等)細(xì)微變化而作出響應(yīng)的一類水凝膠。pH敏感性水凝膠是其體積隨環(huán)境pH值變化的高分子水凝膠，這種水凝膠可以作為載體，保護(hù)蛋白和多肽類藥物，并且使藥物在溫和位置釋放，從而實(shí)現(xiàn)藥物經(jīng)腸胃道給藥的有效性。由于智能水凝膠在藥物控釋系統(tǒng)、記憶開關(guān)元件、人造肌肉等方面有著潛在的應(yīng)用，近十幾年來引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。
互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(IPN)是以化學(xué)的方法來實(shí)現(xiàn)聚合物物理共混的一種新技術(shù)。包括全互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(IPN)和半互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(semi-IPN)。在IPN網(wǎng)絡(luò)中個(gè)聚合物網(wǎng)絡(luò)具有相對(duì)的獨(dú)立性，同時(shí)具有一定的依賴性，與單獨(dú)的聚合物網(wǎng)絡(luò)相比，通過IPN技術(shù)形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)性能更優(yōu)越。
羧甲基殼聚糖(CMCS)是殼聚糖的衍生物，是一種兩性聚電解質(zhì)，具有水溶性、保濕性、成膜性、安全無毒性、抗菌性等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于化妝品、保鮮、醫(yī)藥等方面，是近年來研究較多的殼聚糖衍生物之一。目前對(duì)CMCS的研究主要集中在微球的制備和共混體系，對(duì)CMCS半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠研究得比較少。馬敬紅等人制備了CMCS/聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠，其中PNIPAAm交聯(lián)后形成三維網(wǎng)絡(luò)，CMCS以線形分子的形式互穿于網(wǎng)絡(luò)中，并研究了水凝膠的溶脹性能。然而交聯(lián)的PNIPAAm水凝膠本身無法在體內(nèi)降解，這就大大限制了其應(yīng)用。目前，用半互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，制備具有pH敏感性的可生物降解PVME/CMCS水凝膠未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有pH敏感性的水凝膠。
本發(fā)明的目的之二在于提供該水凝膠的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種pH敏感性水凝膠，其特征在于該水凝膠由羧甲基殼聚糖、聚甲基乙烯基醚、交聯(lián)劑戊二醛和水組成，其中羧甲基殼聚糖與聚甲基乙烯基醚的摩爾比為1∶0.25～1.5；交聯(lián)劑戊二醛與羧甲基殼聚糖的摩爾比為1∶10～30，余量為水。
上述的羧甲基殼聚糖通過交聯(lián)劑形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，而聚甲基乙烯基醚通過物理作用力半互穿于其中形成半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的共混物。
上述的羧甲基殼聚糖分子量范圍是10000～20000；所述的聚甲基乙烯基醚分子量范圍20000～50000。
一種上述的pH敏感性水凝膠的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為攪拌下，將羧甲基殼聚糖和聚甲基乙烯基醚按1∶0.25～1.5的摩爾比溶于去離子水中，并使其充分混合，同時(shí)控制羧甲基殼聚糖和聚甲基乙烯基醚的濃度在0.05～0.1M范圍；再按與羧甲基殼聚糖摩爾比為1∶10～30的比例，向上述混合溶液中滴加戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30～60分鐘，靜置后注入模具中，室溫下干燥至衡重，即得半互穿網(wǎng)絡(luò)pH敏感性水凝膠。
本發(fā)明以羧甲基殼聚糖CMCS為交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，利用氫鍵等物理作用使聚甲基乙烯基醚(PVME)半互穿于其中，并通過控制兩種大分子的投料比例和交聯(lián)劑的用量，來調(diào)節(jié)制得的水凝膠的平衡溶脹度，從而實(shí)現(xiàn)水凝膠在不同應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明所得水凝膠不僅具有良好的pH敏感性，PVME的加入改善了CMCS又硬又脆的缺點(diǎn)，使得到的材料具有高黏著力和柔軟性，并且這種水凝膠可在一定條件下降解，作為藥物緩釋載體具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一0.1M羧甲基殼聚糖和0.1M聚甲基乙烯基醚按體積比15∶15的比例混合，磁力攪拌120分鐘，使其充分混合，滴加0.75ml 1wt％的戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，靜置5分鐘后在聚四氟乙烯模具中澆膜，室溫下?lián)]發(fā)至衡重。所得水凝膠在20℃下，pH＝1.0時(shí)的平衡溶脹度為1395％，pH＝3.0時(shí)的平衡溶脹度為185％，pH＝4.4時(shí)的平衡溶脹度為544％，pH＝7.4時(shí)的平衡溶脹度為1622％。
實(shí)施例二0.1M羧甲基殼聚糖和0.1M聚甲基乙烯基醚按體積比12∶18的比例混合，磁力攪拌120分鐘，使其充分混合，滴加0.6ml 1wt％的戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，靜置5分鐘后在聚四氟乙烯模具中澆膜，室溫下?lián)]發(fā)至衡重。所得水凝膠在20℃下，pH＝1.0，3.0，4.4和7.4時(shí)的平衡溶脹度分別為630％，322％，129％和409％。
實(shí)施例三0.1M羧甲基殼聚糖和0.1M聚甲基乙烯基醚按摩爾比18∶12的比例混合，磁力攪拌120分鐘，使其充分混合，滴加0.9ml 1wt％的戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，靜置5分鐘后在聚四氟乙烯模具中澆膜，室溫下?lián)]發(fā)至衡重。所得水凝膠在20℃下，pH＝1.0，3.0，4.4和7.4時(shí)的平衡溶脹度分別為1052％，93％，330％和1458％。
實(shí)施例四0.1M羧甲基殼聚糖和0.1M聚甲基乙烯基醚按體積比15∶15的比例混合，磁力攪拌120分鐘，使其充分混合，滴加1.5ml 1wt％的戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，靜置5分鐘后在聚四氟乙烯模具中澆膜，室溫下?lián)]發(fā)至衡重。所得水凝膠在20℃下，pH＝1.0，3.0，4.4和7.4時(shí)的平衡溶脹度分別為835％，144％，274％和590％。
實(shí)施例五0.1M羧甲基殼聚糖和0.1M聚甲基乙烯基醚按摩爾比15∶15的比例混合，磁力攪拌120分鐘，使其充分混合，滴加0.5ml 1wt％的戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，靜置5分鐘后在聚四氟乙烯模具中澆膜，室溫下?lián)]發(fā)至衡重。所得水凝膠在20℃下，pH＝1.0，3.0，4.4和7.4時(shí)的平衡溶脹度分別為729％，502％，284％和857％。
實(shí)施例六0.05M羧甲基殼聚糖和0.1M聚甲基乙烯基醚按摩爾比24∶6的比例混合，磁力攪拌120分鐘，使其充分混合，滴加0.5ml 1wt％的戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，靜置5分鐘后在聚四氟乙烯模具中澆膜，室溫下?lián)]發(fā)至衡重。所得水凝膠在20℃下，pH＝1.0，3.0，4.4和7.4時(shí)的平衡溶脹度分別為977％，92％，309％和1417％。
實(shí)施例七0.1M羧甲基殼聚糖和0.05M聚甲基乙烯基醚按摩爾比20∶10的比例混合，磁力攪拌120分鐘，使其充分混合，滴加0.5ml 1wt％的戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h，靜置5分鐘后在聚四氟乙烯模具中澆膜，室溫下?lián)]發(fā)至衡重。所得水凝膠在20℃下，pH＝1.0，3.0，4.4和7.4時(shí)的平衡溶脹度分別為941％，89％，267％和1233％。
權(quán)利要求
1.一種pH敏感性水凝膠，其特征在于該水凝膠由羧甲基殼聚糖、聚甲基乙烯基醚、交聯(lián)劑戊二醛和水組成，其中羧甲基殼聚糖與聚甲基乙烯基醚的摩爾比為1∶0.25～1.5；交聯(lián)劑戊二醛與羧甲基殼聚糖的摩爾比為1∶10～30，余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pH敏感性水凝膠，其特征在于所述的羧甲基殼聚糖通過交聯(lián)劑形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，而聚甲基乙烯基醚通過物理作用力半互穿于其中形成半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的共混物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的pH敏感性水凝膠，其特征在于所述的羧甲基殼聚糖分子量范圍是10000～20000；所述的聚甲基乙烯基醚分子量范圍20000～50000。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的pH敏感性水凝膠的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為攪拌下，將羧甲基殼聚糖和聚甲基乙烯基醚按1∶0.25～1.5的摩爾比溶于去離子水中，并使其充分混合，同時(shí)控制羧甲基殼聚糖和聚甲基乙烯基醚的濃度在0.05～0.1M范圍；再按與羧甲基殼聚糖摩爾比為1∶10～30的比例，向上述混合溶液中滴加戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30～60分鐘，靜置后，室溫下干燥至衡重，即得半互穿網(wǎng)絡(luò)pH敏感性水凝膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種pH敏感性水凝膠及其制備方法。該水凝膠由羧甲基殼聚糖、聚甲基乙烯基醚、交聯(lián)劑戊二醛和水組成，其中羧甲基殼聚糖與聚甲基乙烯基醚的摩爾比為1∶0.25～1.5；交聯(lián)劑戊二醛與羧甲基殼聚糖的摩爾比為1∶10～30，余量為水。該水凝膠的制備方法為攪拌下，將羧甲基殼聚糖和聚甲基乙烯基醚按1∶0.25～1.5的摩爾比溶于去離子水中，并使其充分混合，同時(shí)控制羧甲基殼聚糖和聚甲基乙烯基醚的濃度在0.05～0.1M范圍；再按與羧甲基殼聚糖摩爾比為1∶10～30的比例，向上述混合溶液中滴加戊二醛，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30～60分鐘，靜置后注入模具中，室溫下干燥至衡重，即得半互穿網(wǎng)絡(luò)pH敏感性水凝膠。發(fā)明所得水凝膠不僅具有良好的pH敏感性，PVME的加入改善了CMCS又硬又脆的缺點(diǎn)，使得到的材料具有高黏著力和柔軟性，并且這種水凝膠可在一定條件下降解，作為藥物緩釋載體具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C08L5/00GK101074286SQ20071004275
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者尹靜波, 郁楊, 顏世峰, 謝勇濤, 羅坤, 馬嘉, 陳學(xué)思 申請(qǐng)人:上海大學(xué)