光聚合水凝膠材料在組織工程中發(fā)揮著重要作用。本研究合成了一種可快速光聚合的水凝膠材料——丙烯酸酯封端聚乙二醇聚木糖醇癸二酸共聚物（PEXS-A）,從聚乙二醇投量、酰化劑選擇和透析時間三個方面對合成工藝進行了探索并對水凝膠的細胞相容性和降解性能進行表征。通過比較預聚物水溶性確定聚乙二醇投量,采用核磁共振氫譜圖（1H-NMR）對材料進行結構分析并計算材料丙烯酸酯化程度;將透析0 h、24 h、48 h、72 h的水凝膠材料與細胞一同培養(yǎng),采用CCK-8細胞毒性檢測試劑盒對細胞存活率進行檢測;將細胞包埋于水凝膠材料中置于細胞培養(yǎng)基中培養(yǎng)48 h后用活/死細胞雙染試劑盒熒光染色觀察細胞存活情況,并測試了PEXS-A水凝膠在磷酸緩沖液（PBS）中37℃下降解28 d過程中的質量變化。結果表明,聚乙二醇質量分數(shù)為60%時得到易溶于水和最高羥基比例的PEXS預聚物,PEXS-A丙烯酸酯化程度可達91. 61%,在紫外光照下1 min內能聚合成水凝膠,PEXS-A預聚物水透析48 h后合成的水凝膠細胞毒性較低,與對照材料PDLLA相當,細胞包埋于PEXS-A水凝膠培養(yǎng)48 h后有極高的存活率,PEXS... 

【文章來源】：材料導報. 2020,34(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同PEG質量分數(shù)PEXS預聚物的水溶性

圖2為PEXS預聚物的核磁共振氫譜圖，1.3、1.6和2.37處的峰為癸二酸鏈上的亞甲基峰，3.703處的峰為PEG鏈上的亞甲基峰，4.04～4.23和5.07～5.32處的峰為木糖醇鏈上的基團峰。由此，可證明成功合成了PEXS預聚物。圖3為丙烯酸酯封端聚乙二醇聚木糖醇癸二酸預聚物(PEXS-M和PEXS-A)的核磁共振氫譜。與PEXS預聚物相比，加入甲基丙烯酸異氰基乙酯和丙烯酰氯合成的丙烯酸酯封端聚乙二醇聚木糖醇癸二酸共聚物在1.3、1.6、2.37、3.7和4.17處均具有峰，表明存在PEXS聚合物鏈。此外，加入甲基丙烯酸異氰基乙酯作為酰化劑得到的共聚物在5.76和6.21處出現(xiàn)新的峰，對應甲基丙烯酸異氰基乙酯上的-H;在丙烯酸酯封端聚乙二醇聚木糖醇癸二酸共聚物的1H-NMR譜中，6.038、6.498和6.241處的峰代表丙烯酰氯(AC)中的-H。通過丙烯酸酯基團的信號積分與來自癸二酸鏈中亞甲基的2.37質子的信號積分來計算PEXS預聚物丙烯酸酯化的比率，得到PEXS-M和PEXS-A比例分別為81.68%和91.61%。與丙烯酰氯相比，甲基丙烯酸異氰基乙酯中甲基對C=C雙鍵的阻礙作用會導致其酰化反應活性較低及光聚合速率減慢。丙烯酸酯化程度越高，材料中C=C雙鍵含量越高，光聚合反應時間越短，對水凝膠的形成越有益[11]。

圖3為丙烯酸酯封端聚乙二醇聚木糖醇癸二酸預聚物(PEXS-M和PEXS-A)的核磁共振氫譜。與PEXS預聚物相比，加入甲基丙烯酸異氰基乙酯和丙烯酰氯合成的丙烯酸酯封端聚乙二醇聚木糖醇癸二酸共聚物在1.3、1.6、2.37、3.7和4.17處均具有峰，表明存在PEXS聚合物鏈。此外，加入甲基丙烯酸異氰基乙酯作為�；瘎┑玫降墓簿畚镌�5.76和6.21處出現(xiàn)新的峰，對應甲基丙烯酸異氰基乙酯上的-H;在丙烯酸酯封端聚乙二醇聚木糖醇癸二酸共聚物的1H-NMR譜中，6.038、6.498和6.241處的峰代表丙烯酰氯(AC)中的-H。通過丙烯酸酯基團的信號積分與來自癸二酸鏈中亞甲基的2.37質子的信號積分來計算PEXS預聚物丙烯酸酯化的比率，得到PEXS-M和PEXS-A比例分別為81.68%和91.61%。與丙烯酰氯相比，甲基丙烯酸異氰基乙酯中甲基對C=C雙鍵的阻礙作用會導致其酰化反應活性較低及光聚合速率減慢。丙烯酸酯化程度越高，材料中C=C雙鍵含量越高，光聚合反應時間越短，對水凝膠的形成越有益[11]。將該方法合成的PEXS-A預聚物溶于含有0.5%(w/v)光引發(fā)劑Irgacure 2959(I 2959)的PBS溶液中，用紫外光照射(紫外波長365 nm)可在1 min內快速光聚合形成水凝膠，而同等條件下25%PEXS-M預聚物聚合時間需要5 min。因此將PEXS-A應用于人體組織修復中原位聚合將有更好的快速成型能力和應用前景。


本文編號：3007406