专利名称：一种辐射交联水凝胶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物可降解水凝胶的制备方法，特别是一种通过电子束辐射作用 来达到交联的水凝胶制备方法。
背景技术：
高分子凝胶是指一种充满液体的大分子网络，即由网状结构的高聚物和溶剂组 成。它是介于液体和固体之间的三维网络，既有液体样的运动性和流动性，又具有固体样的 形稳性。当大分子骨架具有亲水性时，其充满的液体可以是水或者水溶液，这种凝胶被称为 亲水性凝胶，简称水凝胶。根据水凝胶制备方法不同，可分为物理交联水凝胶、化学交联水凝胶和辐射交联 水凝胶。物理交联水凝胶是通过氢键、静电作用、链的缠绕等物理作用形成的，可避免使用 交联剂。这种凝胶是非永久性的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可 逆凝胶。由于物理交联作用力较弱，容易在外界条件(如pH值、离子强度等)发生变化时遭 到破坏，机械性能较差，故在实际应用上受到一定的限制。化学交联水凝胶是通过加入适当 的交联剂形成交联网络的水凝胶，性能较物理凝胶稳定，具有较高的交联密度和较好的机 械性能，并且能够通过调节交联剂的用量来控制凝胶的孔径和溶胀度，是目前研究最多的 水凝胶。然而化学交联要求高分子必须具有能与交联剂反应的功能基团，对于一些没有反 应基团的特殊高分子，则不能使用此方法。辐射交联水凝胶是利用Y射线或电子束等高能 辐射可使水溶性高分子链间发生交联，形成高分子水凝胶。这种方法无须添加交联剂，并且 产物纯净、操作简单，所以比化学交联法更适用于生物医用材料的制备，并且凝胶的溶胀性 能和机械性能可由辐射剂量控制。陈捷、单廷等用电子束辐照制备含环糊精结构共聚物水 凝胶(中国专利公开号CN101302275);阮维青、王晓工等通过电子束辐射聚合直接合成pH 敏感性聚合物水凝胶(中国专利公开号CN1974609)；阮维青、刘斌等用紫外光辐射聚合直 接合成PH敏感性水凝胶(中国专利公开号CN1834111);但是目前利用辐射交联方法制备单 一组分聚L-谷氨酸多肽大分子水凝胶国内外均未见报道，而且据实验结果表明，可以通过 聚合物溶液浓度、电子束辐射剂量的改变来调节制得的水凝胶的溶胀度，从而实现水凝胶 在载药释药体系、组织工程等不同应用领域中的应用。
发明内容
本发明的目的之一在于，采用具有良好生物相容性和生物可降解性的合成高分 子，通过电子束高能辐射制备具有强度良好的水凝胶。操作方法简单，无须添加交联剂，制 备得到的水凝胶纯净、无杂质。本发明的目的之二在于，通过调节电子束辐射剂量和聚L-谷氨酸溶液浓度，来调 节制得的水凝胶溶胀度，从而实现水凝胶在不同应用领域中的应用。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
一种上述的辐射交联水凝胶的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为(1)配制质量百分浓度为广10wt%的聚L-谷氨酸水溶液，其中聚L-谷氨酸分子量为 2000(Γ100000，然后强力搅拌lh，用NaOH调节聚L-谷氨酸水溶液pH=12，静置除泡；将该溶 液封入小号自封袋，通入氮气除氧；
(2)将聚L-谷氨酸水溶液置于辐射剂量率为5(T500Gy/s电子束下辐照5 lOOmin，得 到聚L-谷氨酸水凝胶；
(3)将制得的水凝胶装入透析袋，然后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水， 共换8次，以除去残留的小分子和离子。本发明以聚L-谷氨酸为原料，利用电子束高能辐射使高分子链间发生交联，从而 制备具有强度良好，生物可降解的水凝胶。其特点是将聚L-谷氨酸的水溶液通过电子束高 能辐射制得水凝胶，不需要加入其它组分，不会引入杂质。该发明操作简单，体系纯净无杂 质，具有良好的溶胀性能，能够提供一种新的具有良好生物相容性的生物医用材料，可应用 于生物医用材料。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。实施例一
配制质量分数5%wt的聚L-谷氨酸(分子量5w)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照10分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为305%。实施例二
配制质量分数10%wt的聚L-谷氨酸(分子量5w)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照10分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为674%。实施例三
配制质量分数5%wt的聚L-谷氨酸(分子量IOw)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照20分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为1822%。实施例四
配制质量分数5%wt的聚L-谷氨酸(分子量IOw)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照40分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为1100%。实施例五配制质量分数10%wt的聚L-谷氨酸(分子量IOw)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照20分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为1544%。实施例六
配制质量分数10%wt的聚L-谷氨酸(分子量IOw)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照30分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为96洲。实施例七
配制质量分数10%wt的聚L-谷氨酸(分子量2w)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照20分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为738%。实施例八
配制质量分数10%wt的聚L-谷氨酸(分子量5w)水溶液，强力搅拌lh，用NaOH调节聚 L-谷氨酸水溶液pH=12，使其完全溶解，静置除泡；将该溶液封入小号自封袋，通入氮气除 氧。将该溶液置于剂量率100Gy/S电子束下辐照20分钟，将制得的水凝胶装入透析袋，然 后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水，共换8次，以除去残留的小分子和离子， 所得的水凝胶溶胀度为1376%。
权利要求
1. 一种辐射交联水凝胶的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤如下(1)配制质量百分浓度为广10wt%的聚L-谷氨酸水溶液，其中聚L-谷氨酸分子量为 2000(Γ100000，然后强力搅拌lh，用NaOH调节聚L-谷氨酸水溶液pH=12，静置除泡；将该溶 液封入小号自封袋，通入氮气除氧；(2)将聚L-谷氨酸水溶液置于辐射剂量率为5(T500Gy/s电子束下辐照5 lOOmin，得 到聚L-谷氨酸水凝胶；(3)将制得的水凝胶装入透析袋，然后放入去离子水中浸泡，每隔4h换一次去离子水， 共换8次，以除去残留的小分子和离子。
全文摘要
本发明涉及一种辐射交联水凝胶的制备方法。该水凝胶的制备方法包括配制不同质量浓度1~10%wt的聚L-谷氨酸水溶液，强力搅拌1h，滴入适量NaOH，调节pH=12，静置除泡。将该溶液置于剂量率100Gy/s电子束下辐照5~100min，通过电子束高能辐射使高分子链间发生交联，将制得的水凝胶装入透析袋，然后放入去离子水中浸泡，隔一定时间换水，以除去残留的小分子和离子，即得到这种聚L-谷氨酸辐射交联水凝胶。本发明所得的水凝胶制备方法简单，无须添加交联剂，得到的水凝胶纯净、无杂质。能通过聚合物溶液浓度、电子束辐射剂量的改变来调节制得的水凝胶的溶胀度，从而实现水凝胶在载药释药体系、组织工程等不同应用领域中的应用。
文档编号C08L77/04GK102093582SQ20111000032
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者尹静波, 张坤玺, 曹斌, 李舒, 王志春, 颜世峰 申请人:上海大学