含环糊精和聚乙二醇嵌段聚肽分子刷水凝胶及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种高分子材料技术，更具体地涉及一种 含环糊精和聚乙二醇嵌段聚肽分子刷水凝胶及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 由于聚合物水凝胶体系在模拟细胞外基质的柔软性和网状结构以及多重外部刺 激响应性能等方面具有相似性，越来越多地受到科学家广泛地关注和研宄，并逐步将其水 凝胶体系应用于药物负载、组织工程等领域。聚肽具有与生物蛋白质具有类似结构，并且由 于氢键的作用能够形成独特有序的二级构象（a-螺旋、0-折叠等）结构，这种独特的结 构使其区别于传统的聚合物，由其构建的水凝胶体系在生物医药等领域有着潜在的应用价 值。目前，聚肽及其共聚物已成为构筑水凝胶首选基材。
[0003] 近些年来，基于环糊精的主-客体化学水凝胶体系的应用也得到越来越广泛的关 注。如YaobinWu等人（ACSMacroLett. 2014, 3,1 145-1150)设计合成出含苯胺四聚体 侧基可降解共聚物，与Y_环糊精二聚体间通过主-客体相互作用构建出超分子水凝胶，可 作为一种潜在注射的药物释放体系。
[0004] 但是，目前现有技术中尚未报道基于含树枝状分子结构的聚肽共聚物分子刷和环 糊精共同作用构建超分子凝胶体系的研宄。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于环糊精的主-客体化学聚肽分子刷水凝胶，并建立 其制备方法。所述水凝胶是一种包含侧链为烷氧醚树枝状分子的嵌段聚肽分子刷与a-环 糊精的二元体系水凝胶，各组成成分都具有良好的生物相容性及可降解性。
[0006] 本发明中，所述含环糊精和聚乙二醇嵌段聚肽分子刷的水凝胶包括a_环糊精和 侧链含烷氧醚树枝状分子的聚乙二醇嵌段聚肽分子刷的二元体系水凝胶。
[0007] 本发明中，所述含环糊精和聚乙二醇嵌段聚肽分子刷的水凝胶，其微观结构为片 层结构。具体地，该水凝胶为不规则多边形片状结构，其微观尺寸为〇. 5?2微米，水凝胶 由片状聚集体层层堆积而形成。该不规则多边形片状结构的片状聚集体的长为〇. 5?2微 米，宽为0.5?2微米。
[0008] 本发明中，所述含环糊精和聚乙二醇嵌段聚肽分子刷的水凝胶的固含量为20? 25%。通常，水凝胶的固含量为3%?10%，可见，本发明水凝胶的固含量显著提高。
[0009] 本发明所述含环糊精和聚乙二醇嵌段聚肽分子刷水凝胶的制备方法，首先将一定 量的所述的聚乙二醇嵌段聚肽分子刷溶于水中，使其完全溶解；然后加入适量a-环糊精 混合搅拌、超声；最后静置一段时间后即得到所述含环糊精和聚乙二醇嵌段聚肽分子刷的 水凝胶。
[0010] 优选地，所述聚乙二醇嵌段聚肽分子刷（PEO-b-PELG-g-Gl)在水溶液中的浓度为 0. 15?0. 22g/mL，所述a-环糊精在水溶液中的浓度为〇. 08?0. 12g/mL。
[0011] 本发明中，所述聚乙二醇嵌段聚肽分子刷（PEO-b-PELG-g-Gl)，包括主链和侧链， 所述主链为聚乙二醇（PE0)与聚肽组成的两嵌段聚合物，所述侧链为烷氧醚树枝状分子。 所述聚乙二醇嵌段聚肽分子刷的结构如以下式（1)所示：
[0012]
【主权项】
1. 一种聚己二醇嵌段聚肤分子刷，其特征在于，所述聚己二醇嵌段聚肤分子刷包括主 链和侧链，所述主链为聚己二醇与聚肤组成的两嵌段聚合物，所述侧链为烧氧離树枝状分 子；所述聚己二醇嵌段聚肤分子刷结构如W下式（1)所示：
其中，n = 30-100, X为甲基或己基。
2. 根据权利要求1所述的聚己二醇嵌段聚肤分子刷，其特征在于，所述两嵌段聚合物 中，一嵌段为亲水性的聚己二醇链，另一嵌段为聚肤链段；所述烧氧離树枝状分子接枝于所 述聚肤链段上。
3. 根据权利要求1所述聚己二醇嵌段聚肤分子刷的制备方法，其特征在于，W氯己醇 和心谷氨酸为原料，制备丫-氯己基-k谷氨酸醋；W氨基聚己二醇单甲離引发a-氨基 酸-N-駿基内酸酢开环聚合，合成得到聚己二醇-b-聚（丫-氯己基A-谷氨酸醋）；经叠 氮化和点击反应，将所述烧氧離树枝状分子接枝到聚肤链段上，制备得到所述聚己二醇嵌 段聚肤分子刷。
4. 一种含环糊精和聚己二醇嵌段聚肤分子刷的水凝胶，其特征在于，其为包括a -环 糊精和如权利要求1或2所述的聚己二醇嵌段聚肤分子刷的二元体系水凝胶。
5. 根据权利要求4所述的含环糊精和聚己二醇嵌段聚肤分子刷的水凝胶，其特征在 于，其微观结构为片层结构；所述水凝胶呈不规则多边形片状结构，其长为0. 5?2微米，宽 为0. 5?2微米；所述水凝胶由片状聚集体层层堆积而形成。
6. 根据权利要求4所述的含环糊精和聚己二醇嵌段聚肤分子刷的水凝胶，其特征在 于，所述水凝胶的固含量为20?25%。
7. 根据权利要求4所述含环糊精和聚己二醇嵌段聚肤分子刷的水凝胶的制备方法，其
特征在于，将如权利要求1或2所述的聚己二醇嵌段聚肤分子刷溶于水中，使其完全溶解； 加入a-环糊精混合揽拌、超声；静置一段时间，制备得到所述含环糊精和聚己二醇嵌段聚 肤分子刷水凝胶。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述聚己二醇嵌段聚肤分子刷在水 中的浓度为0. 15?0. 22g/mU所述a -环糊精在水中的浓度为0. 08?0. 12g/mL。
9. 根据权利要求4所述含环糊精和聚己二醇嵌段聚肤分子刷的水凝胶在用作药物负 载中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙二醇嵌段聚肽分子刷，结构如以下式(1)所示；其包括主链和侧链，所述主链为聚乙二醇与聚肽组成的两嵌段聚合物，所述侧链为烷氧醚树枝状分子。其制备方法为，以氯乙醇和L-谷氨酸制备γ-氯乙基-L-谷氨酸酯，以氨基聚乙二醇单甲醚引发α-氨基酸-N-羧基内酸酐开环聚合，得到聚乙二醇-b-聚(γ-氯乙基-L-谷氨酸酯)；通过叠氮化和点击反应，将烷氧醚树枝状分子接枝到聚肽链上从而制备得到聚肽嵌段共聚物分子刷。本发明还公开了一种水凝胶，其包括α-环糊精和所述的聚乙二醇嵌段聚肽分子刷。其通过将分子刷与α-环糊精在水中混合搅拌、超声、静置制备得到。本发明的水凝胶具有独特的结构形貌与良好的生物相容性，在功能材料、细胞培养基、载药等领域具有广泛的应用前景。
【IPC分类】C08J3-075, C08L77-02, A61K9-06, A61K47-48, A61K47-34, C08G69-48, C08L5-16, C08G69-40
【公开号】CN104592511
【申请号】CN201510026333
【发明人】贺小华, 朱海岭, 胡超群, 林紹梁, 林雪, 陈宇翔
【申请人】华东师范大学, 华东理工大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月19日