[0007] 为克服现有技术存在的缺点与不足,本发明的目的旨在提供一种pH敏感型水凝胶。
[0008] 本发明的再一目的在于提供一种pH敏感型水凝胶的制备方法。
[0009] 本发明的再一目的在于提供一种pH敏感型水凝胶在药物释放领域的应用。
[0010] 本发明所述的一种pH敏感型水凝胶以乙烯基改性的羧甲基壳聚糖、衣康酸、马来酸酐、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、交联剂为共聚单体,采用特定的水溶液型自由基聚合法制备而成,具有pH敏感性、响应速度快、生物相容性好的特点,其制备方法如下:
[0011] a)乙烯基改性羧甲基壳聚糖的制备:将10~20份羧甲基壳聚糖、2~5份催化剂、30~50份有机溶剂加入到反应釜中,搅拌溶解均匀后加热至40~60℃,逐滴滴加5~10份甲基丙烯酸缩水甘油酯,40~60℃反应5~10h;然后加入甲醇溶解稀释后加入丙酮进行沉淀,抽滤沉淀,重复甲醇溶解稀释、丙酮进行沉淀,真空干燥沉淀即得乙烯基改性羧甲基壳聚糖的制备。
[0012] b)水性溶液聚合制备水凝胶:将10~30份的a)中乙烯基改性羧甲基壳聚糖的制备、40份的衣康酸、5~10份马来酸酐、20~30份N-异丙基丙烯酰胺、5~10份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、5~15份交联剂、300~400水加入到反应器中,充分溶解混合均匀后,加入无机碱溶液中和至pH:6~8;然后加热至60~100℃通过滴加装置逐滴滴加含有0.5~10份引发剂的水溶液,0.5~1h滴加完毕,在50~100℃下继续反应24~96h,冷却后得到凝胶产物;采用物理方法取出凝胶产物后置入去离子水水中浸泡一周,每天换水,去除未反应的原料即得一种pH敏感型水凝胶。
[0013] 所述的羧甲基壳聚糖为阴离子壳聚糖、季铵盐型壳聚糖、中性壳聚糖中的至少一种。
[0014] 所述的催化剂为2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、三乙胺、N,N-二甲基对甲苯胺、三乙醇胺、N-甲基吡咯、N-甲基哌啶、三甲胺中的至少一种。
[0015] 所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、吡啶、六甲基磷酰三胺、硝基甲烷、乙腈中的至少一种。
[0016] 所述的交联剂为聚乙二醇双丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙烯酯、N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇双甲基丙烯酸酯、聚己内双丙烯酸酯中的至少一种。
[0017] 所述的引发剂为无机过氧化物引发剂或氧化-还原引发剂体系。
[0018] 所述的无机过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸铵钾、过硫酸钠中的至少一种。
[0019] 所述的氧化-还原引发剂体系为过氧化苯甲酰-蔗糖、叔丁基过氧化氢-焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰-N,N-二甲基苯胺、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠、过氧化氢-酒石酸、过氧化氢-吊白块、过硫酸铵-硫酸亚铁、过氧化氢-硫酸亚铁、过氧化苯甲酰-N,N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰-焦磷酸亚铁、过硫酸钾-硝酸银、过硫酸盐-硫醇、异丙苯过氧化氢-氯化亚铁、过硫酸钾-氯化亚铁、过氧化氢-氯化亚铁或异丙苯过氧化氢-四乙烯亚胺中的至少一种。
[0020] 所述的氧化-还原引发剂体系中氧化剂:还原剂=0.2~2,氧化剂与还原剂通过滴加装置分别滴加到反应器中。
[0021] 所述的无机碱溶液为30%~40%的无机碱的水溶液,所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氢氧化钡、氢氧化铯、氢氧化锂中的至少一种。
[0022] 本发明所述的一种pH敏感型水凝胶,pH响应性原理如下:本发明所述的水凝胶中含有聚乙烯基改性羧甲基壳聚糖单元、聚衣康酸单元、聚N-异丙基丙烯酰胺单元,其中聚乙烯基改性羧甲基壳聚糖单元、聚衣康酸单元在高pH值时羧基电离,同时聚乙烯基改性羧甲基壳聚糖、聚N-异丙基丙烯酰胺在低pH时氨基吸收氢离子电离,如下图所示(图中1为聚合物主链,2为支链),正是由于这些不同聚合物单元的存在使本发明的水凝胶具有pH敏感性。
[0023]
[0024] 本发明所述的一种pH敏感型水凝胶,具有以下优点:(1)选用pH响应主聚合单体原料羧甲基壳聚糖、衣康酸均来自天然产物化合物,且水性环保、生物相容性好;(2)首次采用对羧甲基壳聚糖乙烯基改性,并参与水性自由基聚合反应,与聚衣康酸单元、聚N-异丙基丙烯酰胺单元形成具有三维网状结构,改善了水凝胶的溶胀与去溶胀动力学,使的本发明制备的水凝胶具有快速响应的特点;(3)本发明的水凝胶在相对温和的pH(6~8,人体肠内pH范围)溶胀率高,在相对剧烈的pH(1.5~3,人体胃的pH)溶胀率低,因此本发明的水凝胶可用于药物释放,实现药物经胃肠道给药的有效性。