专利名称：基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及水凝胶领域，更加具体地说，涉及具有药物和基因释放双功能的高强度水凝胶及其制备方法，即β _环糊精和2-乙烯基-4,6- 二氨基-1,3, 5- 二嗪共聚物(PCD-co-PVDT )水凝胶的制备以及对其作为药物载体和基因载体性能的研究。
背景技术：
水凝胶是一类以水为分散介质，在水中能够吸收大量的水分并能够保持其原有结构而不被溶解的具有三维网络结构的聚合物。同时，还具有良好的水渗透性，生物相容性，固作为人体植入物可以减少不良反应。因而水凝胶被作为优良的生物医用材料得到广泛应用。但是，对于传统的水凝胶，较差的机械性能限制了其作为生物材料尤其是力学器件的应用。近年来，有很多研究者致力于改善水凝胶的力学性能，例如双网络凝胶(J.P.Gong，Y.Katsuyama, T.Kurokawa, Y.0sada, Double-Network Hydrogels with Extremely HighMechanical Strength.Adv.Mater.15 (2003) 1155-1158)、滑环凝胶、纳米复合材料凝胶、四臂-聚乙二醇凝胶、大分子微球复合凝胶、偶极-偶极增强凝胶、离子/共价交联凝胶和疏水的薄层状复合凝胶等。这些文献报道的技术主要是致力于增强水凝胶的强度，如拉伸、压缩、延展性和断裂能等。最近，文献报道了一系列基于二氨基三嗪氢键的高强度凝胶(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)。二氛基三嚷残基内可以形成氧键，导致水凝胶机械强度增加；同时在其表面二氨基三嗪组分能够结合质粒DNA，用于反向转染或基质-介导的基因转染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既可以载药又能载基因的水凝胶，具体为合成的带有双键的β -环糊精和2-乙烯基-4，6- 二氨基-1，3，5-三嗪的共聚物(PCD-co-PVDT)，该水凝胶具有较高的抗拉伸和抗压缩能力，以及良好的生物相容性。以布洛芬(IBU)为疏水性模型药物研究了 PCD-co-PVDT水凝胶的药物释放性能，同时考察了其吸附质粒DNA转染细胞的能力。本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现:一种聚乙二醇修饰的β -环糊精单体交联的高强度水凝胶(基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶)，由2-乙烯基-4，6- 二氨基-1，3，5-三嗪(VDT)和带有双键的β -环糊精通过自由基聚合共聚而成，将这两种单体和引发剂溶解在溶剂中，通过引发剂引发它们分子上的不饱 和键，通过自由基聚合反应制备出水凝胶。其制备方法，包括以下步骤:首先，合成聚乙二醇修饰的β -环糊精交联剂。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 -环糊精反应至少24小时，将反应
后的混合物通过透析和冻干得到目标产物PEG526MA- β -⑶，其反应机理如下化学反应方程
式所示:
权利要求
1.基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶，其特征在于，由2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪和带有双键的β -环糊精通过自由基聚合共聚而成，将这两种单体和引发剂溶解在溶剂中，通过引发剂引发它们分子上的不饱和键，在隔绝氧气的条件下通过自由基聚合反应制备出水凝胶。
2.根据权利要求1所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶，其特征在于，所述带有双键的环糊精按照下述步骤进行制备: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 -环糊精反应至少24小时，将反应后的混合物通过透析和冻干制得。
3.根据权利要求2所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶，其特征在于，在制备带有双键的环糊精的过程中，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质量比为1:1，聚乙二醇甲基丙烯酸酯与β-环糊精的投料摩尔比为(4-6 ):1，反应温度为20-25 °C，反应时间优选24-30小时，采用二甲基亚砜为反应溶剂，产率为50%-70%。
4.根据权利要求1所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶，其特征在于，所述2-乙烯基-4，6- 二氨基-1，3，5-三嗪和带有双键的β -环糊精的质量比为(0.5-2):1，引发剂的质量为单体与交联剂总质量的2%-4%。
5.根据权利要求1所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶，其特征在于，所述引发剂选择偶氮二异丁腈或者过氧化苯甲酰，反应时间为l_5h。
6.根据权利要求1所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶，其特征在于，所述引发剂选择1-[4-(2- 羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2' ,2' -二甲基乙酮、甲基乙烯基酮或者安息香，反应时间为30min-lh。
7.基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行: (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-环糊精反应至少24小时，将反应后的混合物通过透析和冻干制得带有双键的β -环糊精； (2)将2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪、带有双键的β -环糊精和引发剂溶解在溶剂中，通过引发剂引发它们分子上的不饱和键，在隔绝氧气的条件下通过自由基聚合反应制备出水凝胶。
8.根据权利要求7所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤(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质量比为1:1，聚乙二醇甲基丙烯酸酯与β-环糊精的投料摩尔比为(4-6):1，反应温度为20-25°C，反应时间优选24-30小时，采用二甲基亚砜为反应溶齐[J，产率为50%-70%;在所述步骤(2)中，所述2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪和带有双键的环糊精的质量比为(0.5-2):1，引发剂的质量为单体与交联剂总质量的2%-4%。
9.根据权利要求7所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述引发剂选择偶氮二异丁腈或者过氧化苯甲酰，反应时间为l-5h或者所述引发剂选择1-[4- (2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2'，2' -二甲基乙酮、甲基乙烯基酮或者安息香,反应时间为30min-lh。
10.如权利要求1所述的基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶在控制药物释放领域中的应用，其特征 在于，所述药物为疏水性的药物，如布洛芬。
全文摘要
本发明公开了基于环糊精交联的二氨基三嗪氢键增强水凝胶及其制备方法和应用，由2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪和带有双键的β-环糊精通过自由基聚合共聚而成，将这两种单体和引发剂溶解在溶剂中，通过引发剂引发它们分子上的不饱和键，通过自由基聚合反应制备出水凝胶。该水凝胶具有较高的抗拉伸和抗压缩能力，以及良好的生物相容性。
文档编号C08B37/16GK103172802SQ20131012375
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者刘文广, 胡秀凤, 王宁, 刘璐 申请人:天津大学