一种自催化修复水凝胶及其制备方法与应用
【专利摘要】本发明提供了一种自催化修复水凝胶及其制备方法与应用，所述自催化修复水凝胶由(N?异丙基丙烯酰胺)?丙烯酰肼共聚物与多羰基化合物在水溶液中反应而成，其中，酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2～2∶1，所述(N?异丙基丙烯酰胺)?丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B。本发明的自催化修复水凝胶以生物相容性聚合物PNIPAM为主体，生物相容性多元羰基化合物为交联剂，可以实现自催化的自修复过程，避免了外加催化剂带来的副作用，摆脱了对催化剂的依赖性，保障了自修复水凝胶的生物相容性及生物医药领域的应用性能，从而消除了现有自修复水凝胶无法真正应用到生物医药相关领域的缺陷。
【专利说明】
-种自催化修复水凝胶及其制备方法与应用
技术领域
[0001] 本发明设及一种水凝胶及其制备方法与应用，尤其是设及一种自催化修复水凝胶 及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 水凝胶是W水为分散介质的凝胶，是一种高分子网络体系，性质柔软，能够保持一 定的形状，可W吸收大量的水。水凝胶是在具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部 分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇 水膨胀的交联聚合物。
[0003] 自修复水凝胶是当受到外界损伤之后具有自愈合能力的水凝胶，可自我修复是生 命体与非生命体最大的区别之一，在身体受到外界伤害时，生命体的伤口可W自我修复并 恢复机体的相关功能。而可W自我修复的水凝胶，尤其是由化学交联的水凝胶，其修复过程 接近生命体的自我修复，不但在生物科学与工程领域(如人造器官，药物可控释放等方面） 有着非常广阔的应用前景，还有望帮助人类掲开生命体自我修复的奥秘。因此，可W自我修 复的水凝胶已经引起科学界的广泛关注。
[0004] 目前报道的有关化学交联的自修复水凝胶大都是在适当的催化剂存在下实现的， 如基于酸催化下的可逆亚胺基团的自修复，酸催化下的可逆朽自修复，酸或苯胺的催化下 酷腺的自修复，W及非生物相容性有机凝胶及水凝胶的自修复等。运些催化剂虽然可W实 现凝胶的自修复过程，但是高浓度的中强酸或苯胺等作为催化剂具有生物毒性，使可修复 水凝胶的生物相容性大打折扣，且随着催化剂的流失水凝胶会逐渐失去自修复功能，无法 真正应用到生命科学与工程材料领域中。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是提供一种自催化修复水凝胶，W解决现有自修复水凝胶对催化 剂的依赖问题。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种制备自催化修复水凝胶的方法，W制备出无需催化 剂即可实现自修复的水凝胶。
[0007] 本发明的再一目的是提供一种自催化修复水凝胶在生物指示、人造器官和药物可 控释放中的应用。
[000引为实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0009] -种自催化修复水凝胶，由（N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物与多幾基化合 物在水溶液中反应而成，其中，酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1.2~2:1，所述(N-异丙基 丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物包括重复单元A和重复单元B，所述多幾基化合物是指至少含有 两个幾基的化合物，
[0010]
[0011]式中，R为H或打叫的烷基。
[001 ^ 优选地，所述R知域甲基。
[0013] 优选地，所述重复单元A占共聚物总质量的20~95%，更优选为50~95%。
[0014] 优选地，所述多幾基化合物为单体化合物或为带有两个及W上端幾基或侧幾基的 聚合物。更优选地，所述多幾基化合物为对苯二甲醒、丙酬醒、带有两个端幾基的聚乙二醇 或带有两个端幾基的聚(N-异丙基丙締酷胺）。
[0015] 本发明的自催化修复水凝胶W生物相容性聚合物聚(N-异丙基丙締酷胺KW下简 称PNIPAM)为主体，生物相容性多元幾基化合物为交联剂，具有人体溫度范围内的相变溫 度，在生物医药领域具有广阔的应用前景。更重要的是，本发明的自修复水凝胶可W实现自 催化的自修复过程，避免了外加催化剂带来的副作用，摆脱了对催化剂的依赖性，安全无 毒，保障了自修复水凝胶的生物相容性及生物医药领域的应用性能，从而消除了现有自修 复水凝胶无法真正应用到生物医药相关领域的缺陷。
[0016] 一种制备自催化修复水凝胶的方法，包括W下步骤:将(N-异丙基丙締酷胺)-丙締 酷阱共聚物溶于水中，加入多幾基化合物，其中酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1.2~2:1， 充分溶解后静置，即得到自催化修复水凝胶;所述(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物包 括重复单元A和重复单元B，
[0017]
[001引式中，R为H或打~5的烷基，优选为H或甲基，更优选为H。
[0019] 本发明方法的具体步骤为：
[0020] a、共聚，N-异丙基丙締酷胺与式I所示的丙締酸醋类化合物在引发剂作用下，在溶 剂中进行自由基共聚，得到(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物，
[0021]
[0022] 式中，R为H或打叫的烷基，Rf为Cl叫的烷基或径基取代的烷基；
[0023] b、阱解，向（N-异丙基丙締酷胺）-丙締酸醋共聚物中加入水合阱将醋基阱解，得 (N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物；
[0024] C、凝胶化，将(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物溶于水中，加入多幾基化合 物，其中酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1.2~2:1，充分溶解后静置，即得到自催化修复水 凝胶。
[0025] 本发明方法的更具体步骤为：
[0026] a、共聚，将W重量份计的100份异丙基丙締酷胺与5~400份(优选为5~100份)丙 締酸醋类化合物溶于溶剂中，进行自由基共聚(优选为活性自由基聚合），反应溫度为30~ 120°C(优选为60~IO(TC),反应时间为2~24M优选为12~24h)，聚合结束后，向反应液中 加入沉淀剂，沉淀除去残留单体，得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物；
[0027] b、阱解，将所得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物溶于与水互溶的溶剂中，加 入水合阱，在50~100°C(优选为60~90°C)进行阱解，阱解时间为24~96M优选为48~ 7化），所得混合物再经透析和冷冻干燥，得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物；
[0028] C、凝胶化，将所得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物溶于水中，加入多幾基化 合物并使其溶解，得自催化修复水凝胶。
[0029] 在本发明方法中，所述步骤a中的溶剂为N，N-二甲基甲酯胺、二氧六环、二甲基亚 讽;所述丙締酸醋类化合物为丙締酸甲醋、甲基丙締酸甲醋、丙締酸乙醋、甲基丙締酸乙醋、 丙締酸下醋、甲基丙締酸下醋、丙締酸径乙醋或甲基丙締酸径乙醋中的一种或几种，优选为 丙締酸醋。
[0030] 在本发明方法中，所述步骤b是先将N-异丙基丙締酷胺-丙締酸醋共聚物溶于与水 互溶的溶剂中，再加入水合阱进行阱解，所用的溶剂为二氧六环、甲醇、乙醇、二甲基甲酯胺 或二甲亚讽。
[0031] 在本发明方法中，所述步骤b中水合阱的摩尔用量为(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸 醋共聚物中醋基的摩尔量的2~20倍，优选为5倍。
[0032] 在本发明方法中，所述多幾基化合物为具有两个及W上幾基的单体化合物或为带 有两个及W上端幾基或侧幾基的聚合物。优选地，所述多幾基化合物为对苯二甲醒、丙酬 醒、带有两个端幾基的聚乙二醇或带有两个端幾基的聚(N-异丙基丙締酷胺）。
[0033] 在本发明方法中，所述(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物与多幾基化合物的 质量之和占水凝胶总质量的5~20%。
[0034] 本发明方法首先通过NIPAM与丙締酸醋类化合物共聚得到无规共聚物;然后将所 得共聚物用水合阱阱解;再与多幾基化合物反应生成具有自修复功能的水凝胶，制备方法 简单方便。本发明方法通过调整酷阱基团与幾基基团的比值，实现了在不引入外来催化剂 的前提下，自催化生成水凝胶，且所得水凝胶在受到损伤后可实现自我修复。
[0035] 本发明提供的自催化修复水凝胶可W应用于生物指示、人造器官和药物可控释放 等领域。
【附图说明】
[0036] 图1是(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物和(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共 聚物的红外谱图。其中，P(NIPAM313-c〇-MA4〇)为(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物的红 夕個谱，P(NIPAM313-c〇-AH4〇)为(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物的红外图谱。
[0037] 图2是(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物和(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共 聚物的核磁谱图。其中，（N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物所用溶剂为CDCl3，（N-异丙 基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物所用溶剂为DMS0-d6。
[0038] 图3是实施例1所得水凝胶的自修复效果图。
【具体实施方式】
[0039] 在W下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法， 所用试剂未表明来源、规格的均为市售分析纯或化学纯。
[0040] 本发明实施例公开了一种自催化修复水凝胶，由（N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱 共聚物与多幾基化合物在水溶液中反应而成，其中，酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1.2~ 2:1，所述(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物包括重复单元A和重复单元B，
[0041] ?
，
[0042] 式中，R为H或打叫的烷基，优选为H或甲基。
[0043] 本发明实施例还公开了自催化修复水凝胶的制备方法，包括W下步骤：
[0044] a、共聚，将W重量份计的100份异丙基丙締酷胺与5~400份(优选为5~100份)丙 締酸醋类化合物溶于溶剂中，进行自由基共聚(优选为活性自由基聚合），反应溫度为30~ 120°C(优选为60~100°C)，反应时间为2~24h优选为（12~24h)，聚合结束后，向反应液中 加入沉淀剂，沉淀除去残留单体，得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物。其中，丙締酸醋 类化合物为丙締酸甲醋、甲基丙締酸甲醋、丙締酸乙醋、甲基丙締酸乙醋、丙締酸下醋、甲基 丙締酸下醋、丙締酸径乙醋或甲基丙締酸径乙醋中的一种或几种，优选为丙締酸醋;所使用 的溶剂为N，N-二甲基甲酯胺、二氧六环或二甲基亚讽，溶剂的用量为120~1000份。
[0045] b、阱解，将所得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酸醋共聚物溶于与水互溶的溶剂中，加 入水合阱，在50~100°C(优选为60~90°C)进行阱解，阱解时间为24~96M优选为48~ 7化），所得混合物再经透析和冷冻干燥，得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物。所用的 溶剂为二氧六环、甲醇、乙醇、二甲基甲酯胺或二甲亚讽。
[0046] C、凝胶化，将所得(N-异丙基丙締酷胺)-丙締酷阱共聚物溶于水中，其中水的用量 按照总固含量为5-20%加入，然后加入多幾基化合物并使其溶解，其中酷阱基团与幾基基 团的摩尔比为1.2~2:1，待充分溶解后，静置，得自催化修复水凝胶;所用的多幾基化合物 为单体化合物或为带有两个及W上端幾基或侧幾基的聚合物，优选为对苯二甲醒、丙酬醒、 带有两个端幾基的聚乙二醇或带有两个端幾基的聚(N-异丙基丙締酷胺）。
[0047] 实施例1
[004引共聚:将IOgNIPAMJg丙締酸甲醋、5mg偶氮二异下腊(AIBN)和SOmgDDMAT链转移剂 (孤MAT即十二烷基S硫代碳酸醋)溶于15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除 去体系内氧气后在磁力揽拌下升溫至60°C进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间 为24h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油酸沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得 白色粉末，即为(N-异丙基丙締酷胺)一丙締酸甲醋共聚物，称重计算单体转化率和平均分 子量，得共聚物中重复单元NIPAM与重复单元丙締酸甲醋的质量比约为10:1。
[0049] 阱解:将5g上述共聚物溶于10血甲醇中，然后加入3.6mL水合阱，升溫至70°C，阱解 72h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析4她，除去多余的水合阱和甲醇，冷冻 干燥，得到共聚物的阱解物，为白色粉末。
[0050] 凝胶化:将Ig上述阱解物溶于14.5g水中，加入0.6?带有两个端醒基的聚乙二醇 (W下简称为C册-PEG-C册，PEG的分子量为2300)，使酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1.5: 1，充分溶解后，静置5min，即可得到自催化修复水凝胶。
[0051] 对所得(N-异丙基丙締酷胺)一丙締酸甲醋共聚物及其阱解物进行红外检测和核 磁表征，结果如图1和图2所示。
[0052] 由图1所示的红外谱图可W看出，在3298cm-i具有-NH官能团，2972cm-i具有-CH官 能团；另外共聚物中含有1730cnfi和1646cnfi分别为丙締酸醋和酷胺对应的C = O的吸收峰， 证明了其共聚的结构。阱解后1730cnfi处的吸收峰消失，证明醋键被阱解为酷阱。
[0053] 图2所示的核磁谱图可W看出，3.65ppm，4 . OOppm处分别对应聚丙締酸甲醋和 PNIPAM的结构单元，并可W从峰面积证实共聚物的结构单元质量比与投料比接近;阱解后 3.65ppm处的峰消失，而对应的PNIPAM的峰型不变，证明醋键被阱解，而酷胺键完好无损，同 时在9.7ppm处出现了酷阱对应的质子峰，说明阱解得到了目标产物。
[0054] 如图3所示，将所得水凝胶切开(如图3b)，在不添加任何催化剂的情况下，其可在 24h内实现自修复（如图3c)，且即使在外加牵引力的作用下，也不会沿切口处破裂（如图 3d)，说明该水凝胶具有优良的自修复能力。
[0化5] 实施例2
[0056] 共聚：将lOgNIPAM、IOg丙締酸下醋和0.2g偶氮二异下腊溶于20mL二氧六环中，并 将其加入到IOOmL的反应瓶中，在磁力揽拌和氮气保护下升溫至60°C进行普通自由基聚合， 反应时间为8h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油酸沉淀两次，除去未反应的单体，真空 干燥得白色粉末，即（N-异丙基丙締酷胺)一丙締酸下醋共聚物，共聚物中两重复单元的质 量比约为1:1。
[0057] 阱解:将5g上述共聚物溶于5mL乙醇和IOmL水合阱的混合溶剂中，升溫至80°C，阱 解4她，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析4她，除去多余的水合阱和乙醇，冷 冻干燥，得到共聚物的阱解物，为白色粉末。
[005引凝胶化：将Ig上述阱解物溶于25.5g水中，加入3.4gCH0-PEG-CH0(PEG分子量为 2300)，使酷阱基团与幾基基团的摩尔比为2:1，充分溶解后，静置5min，即可得到自催化修 复水凝胶。
[0化9]实施例3
[0060] 共聚：将IOgNIPAMJg甲基丙締酸甲醋和0.1 g五甲基二乙締基S胺(PMDETA)溶于 15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除去体系内的氧气后，加入0.1 gCu化并在 磁力揽拌和氮气保护下升溫至60°C进行原子转移移自由基聚合，反应时间为16h，反应结束 后，将反应体系冷却稀释，过氧化侣柱W除去CuBr,并用石油酸沉淀两次，除去未反应的单 体，真空干燥得白色粉末，即(N-异丙基丙締酷胺)一甲基丙締酸甲醋共聚物，共聚物中两重 复单元的质量比约为5:1。
[0061] 阱解:将5g上述共聚物溶于10血二氧六环和IOmL水合阱的混合溶剂中，升溫至100 °C，阱解24h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析4她，除去多余的水合阱和二 氧六环，冷冻干燥，得共聚物的阱解物，为白色粉末。
[0062] 凝胶化:凝胶化:将Ig上述阱解物溶于16.5g水中，加入2.5g CHO-PEG-C册(PEG分 子量为2300)，使酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1.2:1，充分溶解后，静置Imin,即可得到 自催化修复水凝胶。
[0063] 实施例4
[0064] 共聚：同实施例1。
[0065] 阱解:将5g上述共聚物溶于10血水合阱中，升溫至80°C，阱解4她，然后将反应混合 物装入透析袋中，去离子水透析4她，除去多余的水合阱和乙醇，冷冻干燥，得到共聚物的阱 解物，为白色粉末。
[0066] 凝胶化：将Ig上述阱解物溶于18g水中，加入1.7g带有两个端醒基的PNIPAM (PNIPAM的分子量为4000)，使酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1.5:1，充分溶解后，静置 1 Omin，即可得到自催化修复水凝胶。
[0067] 实施例5
[0068] 共聚：将IOg NIPAM、Ig丙締酸径乙醋和SOmgCPDB链转移剂（即二硫代苯甲酸氯基 异丙醋)溶于15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除去体系内氧气后在磁力揽 拌下升溫至60°C进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间为2地，反应结束后，将反 应体系冷却，用石油酸沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得白色粉末，即为NIPAM-丙 締酸径乙醋共聚物，称重计算单体转化率和平均分子量，聚合物中两重复单元的质量比约 为 10:1。
[0069] 阱解:将5g上述共聚物溶于5mL乙醇和IOmL水合阱的混合溶剂中，升溫至80°C，阱 解4她，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析4她，除去多余的水合阱和乙醇，冷 冻干燥，得到共聚物的阱解物，为白色粉末。
[0070] 凝胶化:将Ig上述阱解物溶于14.5g水中，加入0.6g CH0-PEG-CH0(PEG分子量为 2300)，使酷阱基团与幾基基团的摩尔比为2:1，充分溶解后，静置5min，即可得到自催化修 复水凝胶。
[0071 ] 实施例6
[0072] 共聚和阱解如实施例5。
[0073] 凝胶化:将Ig上述阱解物溶于9g水中，加入0.05g对苯二甲醒，使酷阱基团与幾基 基团的摩尔比为2:1，充分溶解后，静置3min，即可得到自催化修复水凝胶。
[0074] 实施例7
[0075] 共聚和阱解如实施例5。
[0076] 凝胶化:将Ig上述阱解物溶于9g水中，加入0.03g丙酬醒，使酷阱基团与幾基基团 的摩尔比为2:1，充分溶解后，静置3min，即可得到自催化修复水凝胶。
[0077] 实施例8
[0078] 共聚:将IOg NIPAM、40g丙締酸甲醋、5mg偶氮二异下腊(AIBN)和50mg CPDB链转移 剂（即二硫代苯甲酸氯基异丙醋)溶于50mL二氧六环中，并将其加入到IOOmL的反应瓶中，除 去体系内氧气后在磁力揽拌下升溫至60°C进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间 为24h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油酸沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得 微黄色粉末，即为NIPAM-丙締酸甲醋共聚物，称重计算单体转化率和平均分子量，聚合物 中两重复单元的质量比约为1:4。
[0079] 阱解:将5g上述共聚物溶于IOmL甲醇中，然后加入IOmL水合阱，升溫至80°C，阱解 72h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析4她，除去多余的水合阱和甲醇，冷冻 干燥，得到共聚物的阱解物，为白色粉末。
[0080] 凝胶化：将Ig上述阱解物溶于58g水中，加入5.3g CH0-PEG-CH0(PEG分子量为 2300)，使酷阱基团与幾基基团的摩尔比为2:1，充分溶解后，混合均匀，静置Imin,即可得到 溫敏性自修复水凝胶。
[0081 ] 实施例9
[0082] 共聚:将10gNIPAM、0.5g丙締酸甲醋、5mg偶氮二异下腊(AIBN)和50mgDDMAT链转 移剂（即十二烷基=硫代碳酸醋)溶于15mL二氧六环中，并将其加入到50mL的反应瓶中，除 去体系内氧气后在磁力揽拌下升溫至60°C进行可逆加成断裂链转移自由基聚合，反应时间 为24h，反应结束后，将反应体系冷却，用石油酸沉淀两次，除去未反应的单体，真空干燥得 白色粉末，即为NIPAM-丙締酸甲醋共聚物，称重计算单体转化率和平均分子量，共聚物中 重复单元NIPAM与重复单元丙締酸甲醋的质量比约为20:1。
[0083] 阱解:将5g上述共聚物溶于5mL乙醇和IOmL水合阱的混合溶剂中，升溫至80°C，阱 解72h，然后将反应混合物装入透析袋中，去离子水透析4她，除去多余的水合阱和乙醇，冷 冻干燥，得到共聚物的阱解物，为白色粉末。
[0084] 凝胶化：将Ig上述阱解物溶于18g水中，加入0.90g带有两个端醒基的聚乙二醇 (PEG分子量为4300)，充分溶解后，加入Ig冰醋酸，混合均匀，静置Imin,即可得到溫敏性自 修复水凝胶。
[0085] 对比例1
[0086] 共聚及阱解同实施例1。
[0087] 凝胶化:将Ig所得阱解物溶于18.05g水中，加入0.95g C册-PEG-C册(PEG分子量为 2300)，使酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1:1，充分溶解后，静置5min，即可得到水凝胶。但 自修复效果很差，48小时内不能修复。同样调节酷阱基团与幾基基团的摩尔比为1:1.2,得 到的水凝胶在48小时内也不能修复。
[0088] 对比例2
[0089] 共聚及阱解同实施例1。
[0090] 凝胶化:将Ig所得阱解物溶于18.05g水中，加入0.95g C册-PEG-C册(PEG分子量为 2300)，充分溶解后，加入Ig冰醋酸，混合均匀，静置Imin,即可得到水凝胶。该凝胶可W实现 自修复，但催化剂的加入会影响其在生物医用领域的性能甚至产生毒性，并会随催化剂的 流失丧失自修复性能。
[0091] 自修复实验：
[0092] 将实施例1~9和对比例1、2所得产物进行自修复实验，具体步骤如下:将得到的水 凝胶沿中间切成两半，然后将切缝对齐放在一起，24h后观察修复情况，并用綴子沿切缝垂 直方向拉伸验证凝胶是否修复。
[0093] 结果发现：由实施例1~9所制备的水凝胶在不添加任何催化剂的情况下，可在24h 内实现自修复，修复效果与添加催化剂的(对比例2)相比没有明显差异，且即使在外加牵引 力的作用下，也不会沿切口处破裂;而对比例1所得的水凝胶在时间延长至4她仍不能有效 修复，用綴子夹起时凝胶从切开自动分离。对比例2的水凝胶可W自修复，但是其自修复性 能会随醋酸的流失而消失，且醋酸的加入也影响了自修复水凝胶的应用性能。
【主权项】
1. 一种自催化修复水凝胶，其特征是，由（N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物与多羰 基化合物在水溶液中反应而成，其中，酰肼基团与羰基基团的摩尔比为1.2~2:1，所述(N-异丙基丙烯酰胺)_丙烯酰肼共聚物包括重复单元A和重复单元B，式中，R为Η或Ch的烷基。2. 根据权利要求1所述的自催化修复水凝胶，其特征是，所述R为Η或甲基，所述重复单 元Α占共聚物总质量的20~95%。3. 根据权利要求1所述的自催化修复水凝胶，其特征是，所述多羰基化合物为单体化合 物或为带有两个及以上端羰基或侧羰基的聚合物。4. 根据权利要求1所述的自催化修复水凝胶，其特征是，所述多羰基化合物为对苯二甲 醛、丙酮醛、带有两个端羰基的聚乙二醇或带有两个端羰基的聚(N-异丙基丙烯酰胺）。5. -种制备自催化修复水凝胶的方法，其特征是，包括以下步骤:将(N-异丙基丙烯酰 胺)_丙烯酰肼共聚物溶于水中，加入多羰基化合物，其中酰肼基团与羰基基团的摩尔比为 1.2~2:1，充分溶解后静置，即得到自催化修复水凝胶;所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰 肼共聚物包括重复单元A和重复单元B，，- ? 式中，R为Η或Ch的烷基。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚物 按以下步骤制备而得： a、 共聚，N-异丙基丙烯酰胺与式I所示的丙烯酸酯类化合物在引发剂作用下，在溶剂中 进行自由基共聚，得到(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物，式中，R为Η或C&5的烷基，R'为C&5的烷基或羟基取代的烷基； b、 肼解，向（N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酸酯共聚物中加入水合肼进行肼解，得(N-异丙 基丙烯酰胺)_丙烯酰肼共聚物。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述步骤b是先将(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯 酸酯共聚物溶于与水互溶的溶剂中，再加入水合肼进行肼解。8. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征是，所述多羰基化合物为对苯二甲醛、丙酮 醛、带有两个端羰基的聚乙二醇或带有两个端羰基的聚(N-异丙基丙烯酰胺）。9. 根据权利要求5或8所述的方法，其特征是，所述(N-异丙基丙烯酰胺)-丙烯酰肼共聚 物与多羰基化合物的质量之和占水凝胶总质量的5~20%。10. 权利要求1所述的自催化修复水凝胶在生物指示、人造器官和药物可控释放中的应 用。
【文档编号】A61L27/52GK105924652SQ201610424633
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】秦江雷, 常瑞雪, 李旭, 安恒
【申请人】河北大学