發(fā)布時間：2018-03-31 04:01

  本文選題：可注射水凝膠　切入點：自修復(fù)　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：可注射水凝膠在藥物輸運,組織工程以及細(xì)胞3D培養(yǎng)等生物領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。相比于傳統(tǒng)的制備水凝膠的方式,其原位凝膠化的特性使其有著植入簡便,藥物包埋簡單,形狀自適應(yīng)性強等優(yōu)點,因此在生物醫(yī)藥領(lǐng)域一直備受關(guān)注。而植入人體內(nèi)的水凝膠由于一直受著外力的持續(xù)作用,難免發(fā)生破損。因此,為避免由此帶來的一系列問題,在滿足可注射要求的同時,將自修復(fù)性能引入所制備的凝膠中,將極大實用價值。本文就主要集中于開發(fā)利用動態(tài)共價鍵設(shè)計和制備可注射自修復(fù)材料的新策略,并探索其機理與實用價值。具體來說,主要分為以下三個方面:設(shè)計制備了一種基于擴鏈F127(PE090-PPO65-PEO90)多嵌段聚合物的溫敏性可注射自修復(fù)水凝膠。具體方式為通過端基改性,在F127分子的兩端引入醛基,然后用己二酸二酰肼作為擴鏈劑,在室溫條件下發(fā)生縮聚反應(yīng),得到通過酰腙鍵連接的多嵌段溫敏性聚合物。這種多嵌段聚合物依然保留著F127本身的溫敏性,因而可以在低溫下保持低黏度的溶液狀態(tài),當(dāng)溫度升高到生理溫度(37℃)后,可以原位發(fā)生快速的溶膠凝膠轉(zhuǎn)變。這一性質(zhì)使其可以被用作可注射水凝膠。同時,由于體系中存在可以在溫和條件下發(fā)生可逆的斷裂和再生的動態(tài)酰腙鍵,因而所制備的凝膠還被賦予了自修復(fù)性能。這種凝膠主體雖然仍是F127,但相比于普通的F127凝膠具有更好的機械性能,更低的成膠濃度以及更長的浸溶時間,有效的拓展了基于F127的可注射水凝膠的應(yīng)用范圍。通過將巰基改性的F127和1,2-二噻戊環(huán)改性的PEG共溶在水中,合成了一種可以在弱酸性到堿性條件下均可自修復(fù)的可注射水凝膠。通過簡單的將巰基改性的F127和二噻戊環(huán)改性的聚乙二醇在共溶將巰基改性的F127和1,2-二噻戊環(huán)改性的PEG共溶在水中,合成了一種可以在弱酸性到堿性條件下均可自修復(fù)的可注射水凝膠在水中,在適當(dāng)升溫促使巰基的二硫鍵的交換反應(yīng)達(dá)到平衡,即可得到動態(tài)交聯(lián)的可注射水凝膠。這種交聯(lián)的水凝膠依然具有溫敏性,因此可以在低溫下以低黏度的溶液狀態(tài)被注射到生物體的目標(biāo)位置,并在注射后在生理溫度的刺激下原位發(fā)生快速的凝膠化。而且,相比于普通的直鏈二硫鍵,五元環(huán)內(nèi)的二硫鍵由于受到環(huán)張力的影響,其活性被大大提高,使得原本只能在堿性條件下發(fā)生的巰基-二硫鍵交換反應(yīng)可以在弱酸性條件下發(fā)生,由此賦予了凝膠在弱酸性到堿性這樣一個廣泛的pH范圍內(nèi)均可自修復(fù)的性能�？紤]到二硫鍵是一種在生物體內(nèi)如蛋白質(zhì)中廣泛存在的一種化學(xué)鍵,基本不具有細(xì)胞毒性,因此這種可注射水凝膠在藥物輸運,組織工程,細(xì)胞3D培養(yǎng)等方面可能有著更加廣闊的應(yīng)用前景。提出了一種新的設(shè)計制備機械性能和成膠時間可調(diào),同時還具有雙重pH響應(yīng)的自修復(fù)性能的動態(tài)互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠的手段。運用雙筒注射器,將兩種不同組分的聚合物溶液在注射的同時在針頭處混合,制備出了由酰腙和苯硼酸酯分別充當(dāng)動態(tài)交聯(lián)點的兩重正交動態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)相互穿插而形成的全互穿網(wǎng)絡(luò)動態(tài)水凝膠。其交聯(lián)時間和機械性能都可以簡單的通過體系pH值和固含量來進行調(diào)控。而且由于酰腙和苯硼酸酯的交換反應(yīng)發(fā)生在不同的pH條件下,最終所制備的水凝膠在酸性和堿性條件下均可自修復(fù)。除此之外,還可以利用調(diào)節(jié)體系pH值,選擇性的降解其中一套聚合物網(wǎng)絡(luò),使得凝膠結(jié)構(gòu)可以在全互穿網(wǎng)絡(luò)和半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中發(fā)生可逆的轉(zhuǎn)變,從而達(dá)到調(diào)節(jié)凝膠的微觀多孔結(jié)構(gòu)以及宏觀的機械性能的目的。這一性質(zhì)在藥物輸運和組織工程等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。
[Abstract]:A self - repairing hydrogel capable of self - repairing can be prepared by introducing thiol - modified F127 and 1 , 2 - thiadiazole modified PEG into water to obtain a multi - block temperature - sensitive polymer capable of self - repairing under mild conditions .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ427.26

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本文編號：1689032