本发明属于水凝胶,具体涉及一种水解稳定增强的二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶及其制备方法。
背景技术:
1、以亚胺键、二硫键和硼酸酯键等化学键为交联点交联而成的水凝胶被称为动态共价键水凝胶。与其他传统水凝胶相比,动态共价键水凝胶具有自愈合、可注射和机械强度恢复的能力。除此之外,动态共价键水凝胶可以通过动态共价键的解离或结合对内在微环境变化(如ph值、活性氧(ros)、葡萄糖、酶等)和外在环境刺激(如光、温度、机械压力等)做出响应,因此已被广泛应用于响应性药物释放、适应性组织工程支架、智能生物传感等领域。
2、其中,硼酸酯水凝胶在上述生物医学领域具有巨大潜力。这主要是由于它们具有多种响应性,包括ph值、ros、葡萄糖和三磷酸腺苷(atp)。但是,传统的1,3-或1,2-o-二醇硼酸酯水凝胶的水解速率过快,会导致支架快速降解和药物爆发性释放,难以满足体内应用的要求。
3、cn114891239a公开了一种硼氮内配位硼酸酯水凝胶的制备方法,通过引入硼氮内配位键可一定程度增强硼酸酯键的水解稳定性,进而有效提高所得水凝胶的水解稳定性,但对应的水解稳定性能和压缩性能等改进效果有限。此外,进一步通过增加二乙醇胺的链长(进一步增加亚甲基构建二丙醇胺苯硼酸酯)等手段,也并未实现所得水凝胶水解稳定性的显著改善。因此,进一步探索和构建具有高水解稳定性的硼酸酯水凝胶依然是目前所需克服的技术难点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术存在的问题和不足,提出一种水解稳定增强的二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶,该水凝胶的凝胶时间短,不需要添加其他有毒催化剂,具有活性氧、葡萄糖、ph响应性,同时具有较好的力学稳定性、可注射、可降解和良好的生物相容性;且涉及的制备方法较简单,适合推广应用。
2、为达到上述技术目的,本发明采用以下技术方案:
3、一种水解稳定增强的二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶的制备方法,包括以下步骤:
4、1)将含苯硼酸基团原料溶解于水中,调节ph值,得混合液i;
5、2)将含二异丙醇胺基团原料溶解于水中,调节ph值,得混合液ii;
6、3)将所得混合液i和混合液ii进行共混,即可得到水解稳定增强的二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶。
7、上述方案中,所述含苯硼酸基团原料可选用苯二硼酸、联苯基二硼酸、含羧基聚合物接枝苯硼酸、含氨基聚合物接枝苯硼酸等中的一种或者多种的组合。
8、进一步地,所述含羧基聚合物接枝苯硼酸由含羧基聚合物与氨基苯硼酸通过酰胺化反应接枝所得,其中,含羧基聚合物与氨基苯硼酸的质量比为1:(0.1~1);所述含氨基聚合物接枝苯硼酸为含氨基聚合物与羧基苯硼酸通过酰胺化反应接枝所得,其中,含羧基聚合物与氨基苯硼酸的质量比为1:(0.1~1)。
9、优选地,所述含羧基聚合物可选用聚谷氨酸钠、聚天冬氨酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、海藻酸钠、透明质酸钠、硫酸软骨素、羧甲基纤维素钠等中的一种。
10、优选地,所述含氨基聚合物可选用聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、聚(烯丙基胺)、壳聚糖、明胶、胶原、纤维蛋白、牛血清白蛋白、蚕丝蛋白等中的一种。
11、上述方案中,所述含二异丙醇胺基团原料可选用n,n,n',n'-四(2-羟丙基)乙二胺、二异丙醇胺接枝聚合物载体的一种以上;其中,二异丙醇胺接枝聚合物载体具体为二异丙醇胺接枝聚乙烯亚胺、二异丙醇胺接枝壳聚糖、二异丙醇胺接枝聚赖氨酸、二异丙醇胺接枝明胶或二异丙醇胺接枝聚(烯丙基胺)等。
12、进一步地,所述二异丙醇胺接枝聚合物载体以聚乙烯亚胺、壳聚糖、聚赖氨酸、明胶或聚(烯丙基胺)为聚合物载体,将聚合物载体溶解于水中,然后滴加环氧丙烷,进行控温搅拌反应,再进行透析纯化,冷冻干燥得到。
13、进一步地,所述聚合物载体与环氧丙烷的质量比为1:(0.5~4)。
14、进一步地,所述控温搅拌反应采用的温度为4~60℃,时间为2~48h。
15、上述方案中,所述混合液i的浓度为1~50wt%,ph值为5~9;混合液ii的浓度为1~50wt%,ph值为5~9。
16、上述方案中,所述含苯硼酸基团原料与含二异丙醇胺基团原料的质量比1:(0.2~5)。
17、根据上述方案制备的水解稳定增强的二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
19、1)本发明通过将含苯硼酸分子溶液与含二异丙醇胺分子溶液共混制备二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶,在二异丙醇胺苯硼酸酯体系中引入甲基(如图10),可有效增强二异丙醇胺苯硼酸酯分子的共轭效应、位阻效应和硼氮配位键的共价性,降低五元环的张力,进而实现稳定性的进一步增强;所得二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶水解稳定性、力学性能、药物缓释能力等实现倍数级提升;
20、2)本发明涉及的制备方法较简单、原料来源广,适合推广应用。
1.一种水解稳定增强的二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含二异丙醇胺原料分子为n,n,n',n'-四(2-羟丙基)乙二胺、二异丙醇胺接枝聚合物载体的一种以上。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,二异丙醇胺接枝聚合物载体具体为二异丙醇胺接枝聚乙烯亚胺、二异丙醇胺接枝壳聚糖、二异丙醇胺接枝聚赖氨酸、二异丙醇胺接枝明胶或二异丙醇胺接枝聚(烯丙基胺)。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述二异丙醇胺接枝聚合物载体以聚乙烯亚胺、壳聚糖、聚赖氨酸、明胶或聚(烯丙基胺)为聚合物载体,将聚合物载体溶解于水中,然后滴加环氧丙烷,进行控温搅拌反应,再进行透析纯化,冷冻干燥得到。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含苯硼酸基团分子为苯二硼酸、联苯基二硼酸、含羧基聚合物接枝苯硼酸、含氨基聚合物接枝苯硼酸中的一种以上。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述含羧基聚合物接枝苯硼酸由含羧基聚合物与氨基苯硼酸通过酰胺化反应接枝所得,其中,含羧基聚合物与氨基苯硼酸的质量比为1:(0.1~1);所述含氨基聚合物接枝苯硼酸为含氨基聚合物与羧基苯硼酸通过酰胺化反应接枝所得,其中,含羧基聚合物与氨基苯硼酸的质量比为1:(0.1~1)。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述混合液i的浓度为1~50wt%,ph值为5~9。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,混合液ii的浓度为1~50wt%,ph值为5~9。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含苯硼酸基团原料与含二异丙醇胺基团原料的质量比1:(0.2~5)。
10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备的水解稳定增强的二异丙醇胺苯硼酸酯水凝胶。
