羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用

摘要

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用。解决现有可注射水凝胶的凝胶力学强度较差，生理环境下易溶胀的技术问题。由本发明的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物和醛基封端的聚乙二醇为前驱体溶液，通过在37℃下按比例混合两前驱体溶液，能在数分钟内快速成胶，从而实现可注射的效果，可以在体内环境下快速成胶。本发明的水凝胶力学性能优异，机械强度较高，对其在生物体内的运用奠定了基础。本发明的水凝胶在生理环境下几乎不会发生溶胀现象，不会伤害周围的组织，同时能很好保持各种性能尤其是力学性能的稳定性。可用于生物材料领域，如组织工程和药物缓释领域。

权利要求

1.一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物，其特征在于，结构如式ⅰ所示：式ⅰ

式中：n为90，聚乙二醇数均分子量为4000 Da，所述聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量为11000Da。

2.一种权利要求1所述的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）向反应容器里加入碳酸胍，α-乙酰基-γ-丁内酯，三乙胺，反应，得到第一中间体；

（2）向反应容器里加入1,6-己二异氰酸酯和第一中间体，反应，得到第二中间体；

（3）向反应容器里加入聚乙二醇，N,N'-羰基二咪唑，反应，得到第三中间体；

（4）向反应容器里加入第三中间体，辛二胺，反应，得到第四中间体；

（5）向反应容器里加入第二中间体，第四中间体，反应，再加入卡特缩合剂，乙醇酸，反应，得到第五中间体；

（6）向反应容器里加入第五中间体，N-羟基邻苯二甲酰亚胺，三苯基膦，偶氮二甲酸二异丙酯，反应，得到第六中间体；

（7）向反应容器里加入第六中间体，水合肼，反应，得到羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物。

3.一种水凝胶，其特征在于，其是由权利要求1所述的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物和醛基封端的聚乙二醇两种前驱体组分混合成胶的水凝胶体系；

所述羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的结构如式ⅰ所示：式ⅰ

式中：n为90，聚乙二醇数均分子量为4000 Da，所述聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量为11000Da；

所述醛基封端的聚乙二醇的结构如ⅱ所示：

式ⅱ

式中，m = 45，聚乙二醇数均分子量为2000 Da；所述醛基封端的聚乙二醇的醛基化程度为98%，数均分子量为2000 Da；

所述羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物中的羟氨基和所述醛基封端的聚乙二醇中的醛基的摩尔比为1:1。

4.根据权利要求3所述的水凝胶，其特征在于，所述的醛基封端的聚乙二醇是由下述方法制备得到：向反应容器里加入聚乙二醇，对羧基苯甲醛，二环己基碳二亚胺，4-二甲氨基吡啶，反应，得到醛基封端的聚乙二醇。

5.一种权利要求3所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中，高温下加热至完全溶解，形成透明的第一前驱体溶液；将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中，室温震荡至完全溶解，形成第二前驱体溶液；

（2）将第一前驱体溶液和第二前驱体溶液在37℃下按照羟氨基与醛基摩尔比1:1的比例混合均匀后，放置保证其完全成胶，即得到所述水凝胶。

6.根据权利要求5所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的磷酸缓冲液为磷酸二氢钾与磷酸氢二钠缓冲液，浓度为0.0125 M，pH=5.2。

7.根据权利要求5所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）中式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解的温度为70-75℃，溶解时间为15-25分钟。

8.根据权利要求5所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体溶液浓度为8.9 w/v%，所述第二前驱体溶液浓度为5.4 w/v%；

或者所述第一前驱体溶液浓度为11.0 w/v%，所述第二前驱体溶液浓度为6.8 w/v%；

或者第一前驱体溶液浓度为13.3 w/v%，所述第二前驱体溶液浓度为8.2 w/v%；

且所述第一前驱体溶液和第二前驱体溶液的体积比为3:1。

9.根据权利要求5所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）中放置的温度为37℃，时间为24h以上。

10.权利要求3或4所述的水凝胶在组织工程或药物缓释上的应用。

说明书

羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌

段聚合物的水凝胶及制法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于生物医用材料领域，具体涉及羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用，本发明的水凝胶为聚乙二醇基的不溶胀的可注射水凝胶。

背景技术

[0002] 水凝胶是一种由亲水性分子通过一定的交联方式形成的具有三维网络结构的一类材料，具有很高的含水量。水凝胶内部具有互穿的多孔网络结构，在生理环境下，其内部的气体、水溶性分子等可以通过扩散的方式在凝胶内部传递或与外界交换。水凝胶的这些特性与生物体中的细胞外基质及软组织结构功能十分类似，因此在生物医用领域得到了广泛的应用。

[0003] 可注射水凝胶是一种在体外为流动液体，在注射入体内后通过物理或者化学交联快速成胶的材料。这种水凝胶可以填充不规则创伤，包裹传送细胞或者药物，同时又可以最大限度的避免手术创伤，实现微创治疗。因此，可注射水凝胶在组织工程，细胞传送，药物缓释等领域具有广泛的前景。

[0004] 现有技术所公开的可注射水凝胶案例，如一些嵌段聚合物的水凝胶，在37℃下可以发生溶胶凝胶的转变；或利用醛胺反应或点击反应等体内生物正交反应手段构造化学交联的水凝胶；或利用氢键或者主客作用等物理作用交联的水凝胶。但是，这些水凝胶往往力学性能较差，过弱或者过脆。此外，这些水凝胶在生理环境下，通常会由于凝胶内外渗透压不同的缘故，发生体积变大的溶胀现象。这会使凝胶的微观结构和宏观性能发生较大的改变，同时胀大的凝胶也会对周围的组织带来伤害。可注射凝胶这些缺点极大地限制了其在生物医用领域的应用。

[0005] 因此，需要开发一种在体内不发生溶胀现象同时兼具优良力学性能的可注射水凝胶。

发明内容

[0006] 本发明要解决现有可注射水凝胶的凝胶力学强度较差，生理环境下易溶胀的技术问题，提供一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物及制法和含该聚乙二醇嵌段聚合物的水凝胶及制法和应用，本发明的水凝胶为聚乙二醇基的不溶胀的可注射水凝胶。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

[0008] 一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物，结构如式ⅰ所示：

[0009]

[0010] 式中：n为90，聚乙二醇数均分子量为4000Da，所述聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量为11000Da。

[0011] 一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的制备方法，包括以下步骤：

[0012] (1)向反应容器里加入碳酸胍，α-乙酰基-γ-丁内酯，三乙胺，反应，得到第一中间体；

[0013] (2)向反应容器里加入1,6-己二异氰酸酯和第一中间体，反应，得到第二中间体；

[0014] (3)向反应容器里加入聚乙二醇，N,N'-羰基二咪唑，反应，得到第三中间体；

[0015] (4)向反应容器里加入第三中间体，辛二胺，反应，得到第四中间体；

[0016] (5)向反应容器里加入第二中间体，第四中间体，反应，再加入卡特缩合剂，乙醇酸，反应，得到第五中间体；

[0017] (6)向反应容器里加入第五中间体，N-羟基邻苯二甲酰亚胺，三苯基膦，偶氮二甲酸二异丙酯，反应，得到第六中间体；

[0018] (7)向反应容器里加入第六中间体，水合肼，反应，得到羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物。

[0019] 一种水凝胶，其是由羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物和醛基封端的聚乙二醇两种前驱体组分混合成胶的水凝胶体系；

[0020] 所述羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的结构如式ⅰ所示：

[0021]

[0022] 式中：n为90，聚乙二醇数均分子量为4000Da，所述聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量为11000Da；

[0023] 所述醛基封端的聚乙二醇的结构如ⅱ所示：

[0024]

[0025] 式中，m＝45，聚乙二醇数均分子量为2000Da；所述醛基封端的聚乙二醇的醛基化程度为98％，数均分子量为2000Da；

[0026] 所述羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物中的羟氨基和所述醛基封端的聚乙二醇中的醛基的摩尔比为1:1。

[0027] 在上述技术方案中，所述的醛基封端的聚乙二醇是由下述方法制备得到：

[0028] 向反应容器里加入聚乙二醇，对羧基苯甲醛，二环己基碳二亚胺，4-二甲氨基吡啶，反应，得到醛基封端的聚乙二醇。

[0029] 一种水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

[0030] (1)将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中，高温下加热至完全溶解，形成透明的第一前驱体溶液；将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中，室温震荡至完全溶解，形成第二前驱体溶液；

[0031] (2)将第一前驱体溶液和第二前驱体溶液在37℃下按照羟氨基与醛基摩尔比1:1的比例混合均匀后，放置保证其完全成胶，即得到所述水凝胶。

[0032] 在上述技术方案中，步骤(1)中所述的磷酸缓冲液为磷酸二氢钾与磷酸氢二钠缓冲液，浓度为0.0125M，pH＝5.2。

[0033] 在上述技术方案中，步骤(1)中式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解的温度为70-75℃，溶解时间为15-25分钟。

[0034] 在上述技术方案中，所述第一前驱体溶液浓度为8.9w/v％，11.0w/v％或13.3w/v％，所述第二前驱体溶液浓度为5.4w/v％，6.8w/v％或8.2w/v％；所述第一前驱体溶液和第二前驱体溶液的体积比为3:1。

[0035] 在上述技术方案中，步骤(2)中放置的温度为37℃，时间为24h以上。

[0036] 上述水凝胶可应用于生物材料领域，尤其在组织工程和药物缓释领域。

[0037] 本发明的有益效果是：

[0038] 由本发明提供的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物和醛基封端的聚乙二醇为前驱体溶液，通过在37℃下以一定比例下混合两前驱体溶液，能在数分钟内快速成胶，从而实现可注射的效果，预计可以在体内环境下快速成胶。

[0039] 本发明的水凝胶成胶机理为，羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物在溶液中依靠很强的疏水与氢键共同作用形成聚集体，加入另一组份的醛基封端的聚乙二醇后将这些聚集体交联起来，从而形成强物理作用交联的水凝胶。相比于现有的可注射水凝胶技术，凝胶通常机械强度较差，且在体内会发生溶胀现象，体积会严重胀大的不可忽略的问题。本发明的这种水凝胶力学性能优异，机械强度较高，对其在生物体内的运用奠定了基础。另一方面本发明的水凝胶在生理环境下几乎不会发生溶胀现象，不会伤害周围的组织，同时能很好保持各种性能尤其是力学性能的稳定性。此外，这种水凝胶生物相容性优良，生物可降解同时具有一定的组织粘附性，可用于生物材料领域，尤其在组织工程和药物缓释方面拥有广阔的前景。

附图说明

[0040] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0041] 图1为羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物核磁氢谱图。

[0042] 图2为醛基封端的聚乙二醇核磁氢谱图

[0043] 图3为将猪皮贴在聚氨酯片上的示意图。

[0044] 图4为组织粘附测试模型。

[0045] 图5为前驱体材料的细胞毒性结果图。

[0046] 图6为浓度为8w/v％水凝胶细胞染色图。

[0047] 图7为浓度为10w/v％水凝胶中细胞3D培养的活死染色图。

[0048] 图8为浓度为12w/v％水凝胶中细胞3D培养的活死染色图。

具体实施方式

[0049] 下面结合附图对本发明做以详细说明。

[0050] 本发明提供一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物，结构如式ⅰ所示：

[0051]

[0052] 式中：n为90左右，聚乙二醇数均分子量为4000Da，所述聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量为11000Da左右。该聚乙二醇嵌段聚合物的平均聚合度以及分子量可由核磁共振氢谱中特征峰的积分比来进行推断得出。

[0053] 本发明还提供一种羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的制备方法，包括以下步骤：

[0054] (1)向反应容器里加入碳酸胍，α-乙酰基-γ-丁内酯，三乙胺，反应，得到第一中间体；

[0055] (2)向反应容器里加入1,6-己二异氰酸酯和第一中间体，反应，得到第二中间体；

[0056] (3)向反应容器里加入聚乙二醇，N,N'-羰基二咪唑，反应，得到第三中间体；

[0057] (4)向反应容器里加入第三中间体，辛二胺，反应，得到第四中间体；

[0058] (5)向反应容器里加入第二中间体，第四中间体，反应，再加入卡特缩合剂，乙醇酸，反应，得到第五中间体；

[0059] (6)向反应容器里加入第五中间体，N-羟基邻苯二甲酰亚胺，三苯基膦，偶氮二甲酸二异丙酯，反应，得到第六中间体；

[0060] (7)向反应容器里加入第六中间体，水合肼，反应，得到羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物。

[0061] 本发明还提供一种水凝胶，其是由羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物和醛基封端的聚乙二醇两种前驱体组分混合成胶的水凝胶体系；

[0062] 所述羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的结构如式ⅰ所示：

[0063]

[0064] 式中：n为90左右，聚乙二醇数均分子量为4000Da，所述聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量为11000Da左右；

[0065] 所述醛基封端的聚乙二醇的结构如ⅱ所示：

[0066]

[0067] 式中，m＝45左右，聚乙二醇数均分子量为2000Da；所述醛基封端的聚乙二醇的醛基化程度为98％左右，数均分子量为2000Da左右；醛基封端率可由核磁共振氢谱中特征峰的积分比来进行推断得出。

[0068] 所述羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物中的羟氨基和所述醛基封端的聚乙二醇中的醛基的摩尔比为1:1。

[0069] 所述的醛基封端的聚乙二醇是由下述方法制备得到：

[0070] 向反应容器里加入聚乙二醇，对羧基苯甲醛，二环己基碳二亚胺，4-二甲氨基吡啶，反应，得到醛基封端的聚乙二醇。

[0071] 本发明还提供一种水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

[0072] (1)将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中，高温下加热至完全溶解，形成透明的第一前驱体溶液；将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中，室温震荡至完全溶解，形成第二前驱体溶液；

[0073] (2)将第一前驱体溶液和第二前驱体溶液在37℃下按照羟氨基与醛基摩尔比1:1的比例混合均匀后，放置保证其完全成胶，即得到所述水凝胶。

[0074] 优选的，所述步骤(1)的磷酸缓冲液为磷酸二氢钾与磷酸氢二钠缓冲液，浓度为0.0125M，pH＝5.2，所述羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解温度为70-75℃，溶解时间为15-25分钟。所述的第一前驱体溶液浓度为8.9w/v％，11.0w/v％或13.3w/v％，所述的第二前驱体溶液浓度为5.4w/v％，6.8w/v％或8.2w/v％。

[0075] 优选的，所述步骤(2)中放置温度为37℃，放置时间为24h以上。所述的第一前驱体溶液和第二前驱体溶液混合比例为3:1(体积比)。所述的水凝胶的溶质含量为8w/v％、10w/v％或12w/v％。

[0076] 上述水凝胶可应用于生物材料领域，尤其在组织工程和药物缓释领域。

[0077] 为了进一步了解本发明，下面将结合附图和实施例对本发明的提供的一种可注射水凝胶前驱体材料的合成，水凝胶制备以及性能表征进行完整、清楚的描述。显然，所描述的优选实施方案仅仅是本发明的一部分实施例，不是全部的实施例。以下实例中所用试剂均为市售。

[0078] 实施例1

[0079] 羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的合成步骤

[0080] 1.1烧瓶中加入1.5g碳酸胍，20mL无水乙醇，再加入α-乙酰基-γ-丁内酯2.2mL与三乙胺5.5mL。在90℃条件下搅拌回流反应2h，然后降至室温4h以上。收集得到白色沉淀，并用冰乙醇(4℃)冲洗2-3次，烘干，得到第一中间体。

[0081] 1.2烧瓶中加入第一中间体1g，再加入1,6-己二异氰酸酯20mL与吡啶1mL。氮气保护下升温到90℃反应3h直到溶液完全变透明。然后，将反应液直接沉淀于400mL正戊烷中，收集得到第二中间体。

[0082] 1.3烧瓶中加入N,N'-羰基二咪唑0.81g，二氯甲烷15mL。将聚乙二醇(分子量为4000Da)2g溶于10mL二氯甲烷，滴加入烧瓶中，30分钟以内加完。整个反应在氮气保护下进行，30℃反应24h。然后将反应液沉淀于300mL乙醚中，用乙醚冲洗2-3次。收集白色沉淀，得到第三中间体。

[0083] 1.4烧瓶中加入辛二胺1.44g，二氯甲烷15mL。将第三中间体2g溶于10mL二氯甲烷，滴加入烧瓶中，30分钟以内加完。整个反应在氮气保护下进行，30℃反应12h。然后将反应液沉淀于300mL乙醚中，收集沉淀溶于二氯甲烷20mL用乙醚冲洗2-3次。如此反复三次。收集白色沉淀，得到第四中间体。

[0084] 1.5烧瓶中加入第四中间体1.5g，N，N-二甲基甲酰胺15mL。升温至30℃将第二中间体0.086g溶于10mL N，N-二甲基甲酰胺中滴加入烧瓶中，30分钟以内加完。在氮气条件下，反应1h。后升温至50℃，反应3h。之后，将乙醇酸0.129g，卡特缩合剂0.75g溶于DMF5mL，加入反应液，再室温反应12h。反应结束后，用截留分子量为1000Da的透析袋直接透析3天，每一天换三次水。冷冻干燥后得到第五中间体。

[0085] 1.6烧瓶中加入第五中间体1.5g，N-羟基邻苯二甲酰亚胺0.15g，三苯基膦0.35g，二氯甲烷20mL。氮气条件下，完全溶解后，加入偶氮二甲酸二异丙酯0.3mL，30℃反应24h。反应结束后，沉淀于400mL乙醚，收集白色沉淀，并用乙醚冲洗2-3次，干燥，得到第六中间体。

[0086] 1.7烧瓶中加入第六中间体0.5g，二氯甲烷10mL，水合肼200μL。室温反应4h，过滤，将滤液沉淀于乙醚200mL。收集得到具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物。

[0087] 利用核磁共振对1.7中所得具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物进行分析，得到核磁共振氢谱，如图1所示。由图1中a，b峰积分面积比可知，所得羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物的数均分子量约为11000Da。

[0088] 实施例2

[0089] 醛基封端的聚乙二醇的合成步骤

[0090] 烧瓶中加入聚乙二醇(分子量为2000Da)，对羧基苯甲醛0.99g，二环己基碳二亚胺1.5g，4-二甲氨基吡啶0.2g，四氢呋喃50mL。氮气条件下，30℃反应20h。反应结束后，过滤，将滤液沉淀于400mL乙醚中，收集白色沉淀溶于20mL二氯甲烷中，再沉淀于400mL乙醚中，收集白色沉淀。如此重复3次，最终得到具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇嵌段聚合物[0091] 利用核磁共振对所得的具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇进行分析，得到核磁共振氢谱，如图2所示。由图2中a，b峰积分面积比可知，所得醛基封端的聚乙二醇的醛基化程度在98％以上，数均分子量约为2000Da。

[0092] 实施例3

[0093] 将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成8.9w/v％浓度的溶液，为第一混合液。将溶液置于70℃下水浴加热15-20分钟，至聚合物完全溶解，形成均一透明的液体。将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成5.4w/v％浓度的溶液，为第二混合液。将750μL第一混合液与250μL第二混合液在37℃下充分混合，静置于37℃下12h以上，保证完全成胶。得到溶质含量为8w/v％的水凝胶。

[0094] 实施例4

[0095] 将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成11.1w/v％浓度的溶液，为第一混合液。将溶液置于70℃下水浴加热15-20分钟，至聚合物完全溶解，形成均一透明的液体。将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成6.8w/v％浓度的溶液，为第二混合液。将750μL第一混合液与250μL第二混合液在37℃下充分混合，静置于37℃下12h以上，保证完全成胶。得到溶质含量为10w/v％的水凝胶。

[0096] 实施例5

[0097] 将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成13.3w/v％浓度的溶液，为第一混合液。将溶液置于70℃下水浴加热15-20分钟，至聚合物完全溶解，形成均一透明的液体。将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成8.2w/v％浓度的溶液，为第二混合液。将750μL第一混合液与250μL第二混合液在37℃下充分混合，静置于37℃下12h以上，保证完全成胶。得到溶质含量为12w/v％的水凝胶。

[0098] 实施例6-8

[0099] 凝胶力学性能测试

[0100] 将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，分别配制成8.9w/v％、11.1w/v％、13.3w/v％浓度的溶液，为第一混合液。将溶液置于70℃下水浴加热15-20分钟，至聚合物完全溶解，形成均一透明的液体。将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成5.4w/v％、6.8w/v％、8.2w/v％浓度的溶液，为第二混合液。

[0101] 制备拉伸试样：分别取750μL第一混合液与250μL第二混合液在37℃下充分混合后注入模具中，37℃下静置24h后，开模，取出最终浓度为8w/v％、10w/v％、12w/v％的凝胶片子(2mm厚)，用哑铃裁刀将水凝胶裁成长*宽*高＝15mm*2mm*2mm尺寸的哑铃状拉伸试样。在室温下用万能实验机(三思纵横)对试样进行拉伸测试，拉伸速率设为100mm/min。

[0102] 制备压缩试样：分别取750μL第一混合液与250μL第二混合液在37℃下充分混合后注入模具中，37℃下静置24h后，开模，取出圆柱状凝胶试样。在室温下用万能实验机(三思纵横)对试样进行压缩测试，压缩形变设为90％，压缩速率设为5mm/min。最终的性能如表1所示。凝胶展现出非常优异的拉伸压缩性能，这在可注射水凝胶领域内十分少见。

[0103] 表1实施例6-8中凝胶力学性能

[0104]

[0105] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明的涵盖范围。

[0106] 实施例9-11

[0107] 凝胶溶胀性能测试

[0108] 将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，分别配制成8.9w/v％、11.1w/v％、13.3w/v％浓度的溶液，为第一混合液。将溶液置于70℃下水浴加热15-20分钟，至聚合物完全溶解，形成均一透明的液体。将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成5.4w/v％、6.8w/v％、8.2w/v％浓度的溶液，为第二混合液。

[0109] 制备拉伸试样：分别取750μL第一混合液与250μL第二混合液在37℃下充分混合后注入模具中，37℃下静置24h后，得到浓度为8w/v％、10w/v％、12w/v％水凝胶。

[0110] 将水凝胶块(0.2-0.5g)称重记为Wo，然后浸泡于50mL的磷酸缓冲盐溶液(PBS，0.01M，pH＝7.4)，放置于37℃下，48h后取出，擦干表面水分，然后称重记为Wi，溶胀率Q＝
100％*Wo/Wi。最终凝胶的溶胀率如表2所示。三种不同浓度的凝胶的形状体积基本保持不变，前后质量也基本保持不变，体现出很好的不溶胀性。

[0111] 表2实施例9-11中凝胶溶胀率

[0112]  凝胶浓度(w/v％) 溶胀率(％)
实施例9 8％ 102％
实施例10 10％ 105％
实施例11 12％ 107％

[0113] 实施例12-14

[0114] 凝胶组织粘附性能测试

[0115] 将新买的猪皮除去脂肪层，剪成2cm*2cm正方形块，放置于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)浸泡24h后取出，擦干水分，然后用502胶水粘在聚氨酯片上，如附图3所示。

[0116] 将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成8.9w/v％、11.1w/v％、13.3w/v％浓度的溶液，为第一混合液。将具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于磷酸缓冲液中(0.0125M，pH＝5.2)，配制成
5.4w/v％、6.8w/v％、8.2w/v％浓度的溶液，为第二混合液。

[0117] 分别将第一混合液和第二混合液按照体积比3:1均匀混合后配成浓度为8w/v％、10w/v％、12w/v％的凝胶液，快速取100μL涂在一面猪皮上，然后将另一面贴合上来。如附图
4所示，然后放置于37℃下潮湿环境下2h。之后，进行拉伸测试，直到两片猪皮完全分离。粘附强度P＝F/A(F为测试过程中最大力值，A为猪皮面积)。最终的粘附强度如表3所示。所有凝胶都展现出较强的组织粘附性，而且随着凝胶浓度的增长粘附强度逐渐增加。

[0118] 表3实施例12-14中凝胶溶胀率

[0119]   凝胶浓度(w/v％) 粘附强度(kPa)实施例12 8％ 7.9
实施例13 10％ 6.4
实施例14 12％ 4.1

[0120] 实施例15

[0121] 材料毒性测试

[0122] 将L929细胞以6000/孔的密度种于96孔板中，每孔加100μL完全DMEM培养基，然后在37℃，5％CO2的培养箱中培养24h。分别将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物和具有式ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶于完全DMEM中，配成10mg/mL的溶液，并用450nm的滤头过滤掉细菌。之后将96孔板中培养液分别用100μL两种材料的DMEM溶液，完全DMEM溶液(阴性对照)和苯酚DMEM溶液替换。之后再培养24h后，进行MTT测试。用酶标仪测定每个孔在490nm处的吸光度。细胞存活率通过以下公式计算：

[0123] 细胞存活率(％)＝(A样品/A对照)×100％

[0124] 其中A样品和A对照分别为样品组和阴性对照(N.C.)的吸光度。实验平行进行三组。最终结果如附图5所示。两种材料的细胞存活率均在100％左右，表示材料无细胞毒性。

[0125] 实施例16-18

[0126] 体外3D细胞存活及增殖

[0127] 用稀盐酸溶液将单纯DMEM溶液pH调至5.2附近，然后将具有式ⅰ结构的羟氨基封端的聚乙二醇嵌段聚合物溶解于其中，配制成8.9w/v％、11.1w/v％、13.3w/v％浓度的溶液，为第一混合液。将具有ⅱ结构的醛基封端的聚乙二醇溶解于其中，配制成5.4w/v％、6.8w/v％、8.2w/v％浓度的溶液，为第二混合液。分别将L929细胞与第二混合液混合后加入到第一混合液中(体积比1:3)，快速转移至96孔板中，每孔75μL凝胶液(凝胶浓度为8w/v％、10w/v％、12w/v％)，其中细胞浓度50万/mL。将96孔板置于培养箱中孵育2h后，每孔加入200μL培养基，然后置于37℃，5％CO2的无菌培养箱中培养，每隔两天换液一次。培养1天，7天和14天后，吸出培养基，用PBS洗涤三次，每孔加入500μL含有钙黄绿素-AM(2μM，Calcein-AM)和碘化丙啶(4μM，propidim，PI)的PBS溶液，在培养箱中继续孵育30min，使用荧光显微镜观察并利用配置的数码相机系统拍摄照片。活细胞被Calcein-AM染成绿色，死细胞则被PI染成红色。最终的结果如附图6-8所示。由图可知，细胞在所有凝胶中均分布均匀，死细胞数量很少。且随着培养时间的延长，凝胶内细胞的数量逐渐增长，并且出现细胞的团聚。这些现象都说明，我们的水凝胶生物相容性良好，非常有潜力用于细胞载体和组织工程等领域。

[0128] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。