聚谷氨酸衍生物及其水凝膠和制備方法技術

本發明專利技術公開了一種聚谷氨酸衍生物及其水凝膠和制備方法。該聚谷氨酸衍生物結構式如下：式（Ⅰ）；其中，n為20～60中任一整數。制備時，本發明專利技術通過簡單的化學修飾方法將異丙胺成功引入聚乙二醇單甲醚-b-聚谷氨酸嵌段共聚物上并成功將其制備成有一定力學強度的生物可降解水凝膠材料。由于可以通過可控的改變聚合物連段的長度來改變水凝膠材料的力學性能；本發明專利技術的聚谷氨酸衍生物及其水凝膠可以廣泛地應用在藥物載體、組織工程支架等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物醫用高分子材料領域，具體涉及一種。
技術介紹
生物醫用材料(biomedical material)是用于對生物體進行診斷、治療、修復或替換其病損組織、器官或增進其功能的新型高分子材料。它是研究人工器官和醫療器械及藥物制劑的基礎，已成為材料學科的重要分支。生物醫用高分子材料作為高分子材料學科的一個分支學科，更是在近40年時間內，伴隨著生物技術的迅猛發展才真正開始了人們對它的研究和認識。除了天然醫用高分子材料，合成生物醫用高分子材料則伴隨著高分子合成技術的不斷進步而應運而生。聚肽材料作為一種主鏈由肽鍵相連接的高分子材料又被稱為聚氨基酸材料，通常由一種或者幾種氨基酸或其衍生物通過聚合反應得到均聚物或者共聚物，其具有獨特的二級結構、良好的生物可降解性和生物相容性，被廣泛的應用于藥物釋放和組織工程等領域。不同結構的氨基酸合成的聚氨基酸具有不同的側鏈，控制側鏈集團的親疏水性，荷電荷性或酸堿性，可以調節聚合物的物理化學性能和降解速度。聚氨基酸獨特的結構使其區別于傳統的聚合物，并具有很多傳統聚合物所不具備的優點，其良好地生物相容性、可降解性、自組裝行為、液晶現象及力學性能為生物醫學和組織工程學領域提供了理想的材料。其中聚氨基酸及其共聚物的自組裝行為為開發新型的藥物載體創造了條件，這種藥物載體具有可控釋、靶向輸送、提高不溶藥物吸收率及可降解等諸多優點，目前已成為生物高分子領域的重要研究方向。 多數的聚肽由于嚴重的分子內及分子間氫鍵作用，以至于其在水溶液中的溶解性并不好。而聚乙二醇作為一種常用的生物醫用高分子材料，具有優良的水溶性以及生物相容性，近幾十年被越來越多的研究者用于改善疏水性聚合物的水溶性，或者對共聚物的自組裝行為進行深入的研究。近些年，聚肽基的共聚物，尤其是聚乙二醇聚肽共聚物，已經成為了目前研究的熱點領域；并由于其獨一無二的生物特性，越來越多的被應用于新的生物活性材料上。此外，水凝膠是一種典型的在軟組織和骨工程方面有重大應用前景的材料。水凝膠良好的吸水性和滲透結構可以模擬自然界的細胞外模型，這些關鍵特性使得其在這些方面可以有很好的應用。為了替代自然界模型，需要在合成水凝膠中構建許多結構和功能特性。令人滿意的特性包括生物相容性、可允許細胞的生長的可降解性、可注射性和在傷口處快速的形成、可以適應不同用途的機械性能等等。但是，在許多實際例子中，水凝膠的合成和形成是非常復雜的，這限制了材料的實際應用。更重要的是，這些體系的復雜性結合了調整分子參數的有限手段，導致了無法獨立調節大部分的特性；比如說，調節支架強度的同時也保持一個恒定的水凝膠網格尺寸是非常有益的，這樣一個體系應該允許直接測試支架強度對細胞增殖的影響。然而，由于水凝膠的可降解性通常是因為采用了可降解的交聯體，因此這很難通過改變交聯密度來調節降解速率和因而增加的初始水凝膠的機械性能。由于很多水凝膠的特性調節都是同時發生的，因此目前很難確定最重要的凝膠性能。合成聚肽類的水凝膠卻可以很好地調節很多性能參數，為其在組織工程的應用提供了一個很好的平臺。目前，通過聚谷氨酸衍生物制備的水凝膠材料還較為罕見。Deming課題組(SoftMatter, 2005，1:28 - 35)曾經合成得到聚(L-賴氨酸-溴化氫)、聚(L-谷氨酸鈉鹽)分別與疏水性的α -螺旋聚L-丙氨酸組成兩親性嵌段共聚肽，并制備其水凝膠材料，通過化學合成和結構表征的結合，把詳細的材料結構與性能關系建立起來，使得凝膠強度，凝膠空隙，介質穩定性等性能高度可控，并且許多參數可以進行單獨的調節。但是這種共聚肽凝膠的力學強度較低也導致了其應用的領域受到了極大的限制，無法應用于對材料力學強度要求較高的組織工程領域；并且，目前側鏈為酰胺鍵的聚肽水凝膠材料的制備也未見有過報道。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種。本專利技術通過簡單的化學修飾方法將異丙胺成功引入聚乙二醇單甲醚-b_聚谷氨酸嵌段共聚物上并成功將其制備成有一定力學強度的生物可降解水凝膠材料，可以通過可控的改變聚合物連段的長度來改變水凝膠材料的力學性能并具有一定的力學強度；本專利技術的聚谷氨酸衍生物及其水凝膠可以廣泛地應用在藥物載體、組織工程支架等領域。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的:第一方面，本專利技術涉及一種聚谷氨酸衍生物，其結構式如式(1)所示:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚谷氨酸衍生物，其結構式如式（Ⅰ）所示：式（Ⅰ）；其中，n為20～60中任一整數。FDA00002846632300011.jpg

【技術特征摘要】
1.一種聚谷氨酸衍生物，其結構式如式(I )所示:2.一種根據權利要求1所述的聚谷氨酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: Α、以無水N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，在氮氣保護下，以端氨基的聚乙二醇單甲醚作為大分子引發劑引發L-谷氨酸芐酯-N-羧酸內酸酐聚合得到聚乙二醇單甲醚-b-聚谷氨酸芐酯嵌段共聚物； B、將所述聚乙二醇單甲醚-b-聚谷氨酸芐酯嵌段共聚物溶解在二氯乙酸中，加入含HBr33wt%的CH3COOH溶液，在室溫下水解去除芐基酯保護基團，得聚乙二醇單甲醚_b_聚谷氨酸嵌段共聚物； C、將所述聚乙二醇單甲醚-b-聚谷氨酸嵌段共聚物溶解在無水N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌下加入EDC、NHS活化后，加入異丙胺攪拌反應，反應產物用去離子水進行透析后冷凍干燥，即得所述聚谷氨酸衍生物。3.根據權利要求2所述的聚谷氨酸衍生物的制備方法，其特征在于，通過調節所述步驟A中的端氨基的聚乙二醇 單甲醚與L-谷氨酸芐酯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郎美東，肖艷，卜宇，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：上海;31