CN101280094A - 具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料及合成方法 - Google Patents
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Abstract
具生物活性水凝胶—导电聚合物纳米复合材料及合成方法，涉及一种生物活性材料，首先将聚乙二醇与羟基酸在辛酸锡催化下合成得到乙二醇—羟基酸嵌段共聚物；共聚物与丙烯酰氯和三乙胺反应后得到丙烯酸基团封端的乙二醇—羟基酸嵌段共聚物；将上述共聚物溶于水中，采用光引发交联或自由基交联的方法得到凝胶；最后将凝胶经吡咯或苯胺单体溶液溶涨，并在引发剂作用下聚合得到乙二醇—羟基酸嵌段共聚物与聚吡咯或聚苯胺的纳米复合材料。将PEG通过与羟基酸共聚，赋予凝胶体系生物可降解性；且水凝胶膜材料蜂窝状的孔洞为导电聚合物提供复合空间；而聚吡咯、聚苯胺所具有的生物活性，与水凝胶复合后可赋予生物活性，同时对凝胶体系有纳米增强作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米复合材料，尤其是涉及一种可生物降解的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料及其合成方法。
背景技术
生物玻璃的发明人Hench教授在Science杂志上(Hench L L，Polak J M.Science，2002，295：1014-1017)明确指出：第三代生物材料将不是生物惰性材料，也不单纯是生物可降解材料，而是兼具可降解性和组织细胞诱导活性的生物活性材料。水凝胶的含水量高，有利于营养物质和氧气扩散供应及细胞产生的废物排放；在生物环境中界面张力低，生物相容性好；且可通过外界环境信号的改变，如pH值、离子强度、温度、电信号等控制体积变化；此外可调节力学性质，使之与软组织相近，因而在生物医学领域，水凝胶作为药物释放载体、软骨支架、细胞外基质、生物传感器、隐形眼睛等显示出巨大的应用前景。生物高分子水凝胶包括天然高分子和合成高分子，如胶原、纤维蛋白、透明质酸、海藻酸钠、壳聚糖等天然高分子，而合成高分子聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙二醇(PEG)、PLA-co-PEG、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(张琰，邵芳可，吴唯，杨武利，府寿宽，高分子通报，2007，(10)：34-40)等各种共聚物是目前应用最广的几种凝胶材料(Yu G H，Fan Y B.Journal ofBiomaterials Science，Polymer Edition，2008，19(1)：87-98)。Leong等(Li Q，Wang J，Shahani S，Sun D D N，Sharma B，Elisseeff J H，Leong K W.Biomaterials，2006，27：1027-1034)合成一种生物可降解的带上丙烯酸基团的聚磷酸酯，采用光引发的方法交联形成凝胶，用作骨髓间质细胞培养的支架材料。Grinstaff等(Sontjens S H M，Nettles D L，Carnahan M A，Setton L A，Grinstaff M W.Biomacromolecules，2006，7：310-316)合成以PEG为核，由丙三醇与丁二酸缩聚得到树枝状大分子，外围再用甲基丙烯酸甲酯封端，交联形成凝胶，作为软骨组织修复的支架材料。张秀芳等(朱琳，刘海霞，公衍道，赵南明，张秀芳.中国组织工程研究与临床康复，2007，11(48)：9650-9654)将海藻酸钠与明胶的复合水凝胶作为支架用于关节软骨修复。余斌等(余斌，高成杰，汪志中，苏秀云，杨建成，中华创伤骨科杂志，2005，7(5)：435-436)用酒精和藻酸钙改性聚乳酸-羟基乙酸凝胶，提高其亲水性和力学强度。但水凝胶作为生物活性材料要解决几个问题：(1)虽然凝胶材料容易进行细胞接种，但若内部缺少互相联通的孔，不利于材料内部的细胞获取营养物质；(2)作为支架材料，降解性和生物相容性是两重要性能要求，虽然天然高分子生物相容性好，但存在力学性能差，不易加工成型的缺陷。合成力学强度较好，且具微孔贯穿结构的可生物降解和生物相容的高分子水凝胶是学者们研究的重要方向。乙二醇-羟基酸嵌段共聚物，有丰富的羟基，容易通过羟基引入其他可聚合的官能团，形成凝胶体系，改善力学强度，而羟基酸具生物可降解性，可赋予嵌段共聚物生物降解性。凝胶形成后加入易低沸点溶剂脱水有利于凝胶支架的固定及形成贯穿的微孔结构。
导电高分子，如聚吡咯(Polypyrrole，PPy)、聚苯胺(Polyaniline，PAn)、聚噻吩(Polythiophene，PTh)等具有良好的生物相容性，细胞诱导活性，同时其丰富的电化学活性，通过电刺激可改变细胞活性；而PPy以其低毒性、生物安全性更是受到研究者的喜爱。当导电聚合物为纳米态时，具各种活性可得到强化(Abidian M R，Kim D H，Martin D C.Adv.Mater，2006，18：405-409)。将导电高分子与水凝胶复合必然可以设计出一系列新型的生物活性材料。Martin(Kim D H，Abidian M，Martin D C.Journal of Biomedical Materials Research Part A，2004，71A(4)：577-585；Kim D H，Richardson-Burns S M，Hendricks J L，Sequera C，Martin D C，Adv.Funct.Mater，2007，17：79-86)就导电聚合物/水凝胶复合体系在神经组织工程及药物释放等的应用作了很多工作，主要合成PPy、聚(3，4-乙撑二氧基噻吩)(PEDOT)与海藻酸钠、聚丙交酯(PLLA)或丙交酯-乙二醇共聚物水凝胶复合材料，应用于中枢神经修护探针上的支架材料。Lira等(Lira L M，Cordoba de Torresi S I.Electrochemistry Communications，2005，7：717-723)采用电化学聚合法合成聚丙烯酰胺水凝胶-PAn互穿网络，并将其用于电位控制药物释放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物可降解的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料及合成方法。
本发明所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料为乙二醇-羟基酸嵌段共聚物与聚吡咯或聚苯胺的复合材料，按质量百分比，导电聚合物聚吡咯或聚苯胺占复合材料总质量的7％～50％。
其中所述的羟基酸为乳酸、乙交酯、丁内酯、戊内酯或己内酯等。
本发明所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法包括以下步骤：
1)乙二醇-羟基酸嵌段共聚物的合成
在氮气保护下取聚乙二醇(PEG)与羟基酸混合，羟基酸与PEG的摩尔比为2～10，按质量百分比，再加入总体系的0.05％～0.1％的辛酸锡催化剂，抽真空，升温至190～210℃搅拌，降至150～170℃继续搅拌反应，冷却至室温，得到乙二醇-羟基酸嵌段共聚物，将产物溶于二氯乙烷，用无水乙醚沉淀，过滤，干燥，得到纯化的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物；
2)丙烯酸封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物的合成
取上述纯化的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物溶于二氯甲烷，按质量百分比，浓度为10％～14％，在冰浴中冷却至0～5℃，按摩尔比，在无水无氧条件下加入浓度为0.5～0.83mol的丙烯酰氯和浓度为0.33～0.67mol的三乙胺，在0～5℃下搅拌反应10～18h，而后室温下搅拌反应12～18h，过滤除掉三乙胺盐酸盐，在滤液中加入过量的干燥的二乙醚，得到丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物，将丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物用二氯甲烷溶解，己烷沉淀纯化，干燥；
3)交联凝胶的合成
将上述丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物溶于水中，采用光引发交联或自由基交联的方法得到凝胶；
4)吡咯或苯胺单体原位聚合
将步骤3)得到的凝胶烘干，浸泡在pH为3～7、单体浓度为5～50mmol/L的吡咯或苯胺盐酸水溶液中溶涨，然后将经单体溶液溶涨的凝胶置于引发剂溶液中，冰浴～室温下搅拌，单体在凝胶交联网络体系中聚合，形成互穿网络体系，经过滤、水洗、干燥，再经水溶胀-乙醇脱水循环，除去杂质，干燥后得到乙二醇-羟基酸嵌段共聚物与聚吡咯或聚苯胺的纳米复合材料。
所述聚乙二醇的分子量最好为200～1000。
在步骤3)中，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸铵-亚硫酸钠的18％～25％水溶液；其中过硫酸铵和亚硫酸钠的摩尔比为1∶1。
所述的光引发交联为取上述丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物配成按质量百分比浓度为18％～25％的丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物的水溶液A，将光引发剂2，2-二甲基-2-二苯基苯乙酮溶于N-乙烯基吡咯烷酮配成0.3g/mL的溶液B，将溶液A和溶液B按体积比为1000∶(2～5)混合，用光辐射20～60s引发交联，加入过量乙醇脱水，再经水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质，最后干燥。
所述的自由基交联为取丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物配成按质量百分比浓度为18％～25％的丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物水溶液，用KOH中和至pH为6～7，加入引发剂溶液混合，混合后共聚物与引发剂的质量百分比为100∶(1～5)，置于70～90℃烘箱中，引发交联聚合，加入过量乙醇迅速脱水，再经水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质，最后干燥。
在步骤4)中，所述的引发剂为过硫酸铵或三氯化铁等，其中按摩尔比，单体浓度与引发剂浓度为1∶(1～3)。
本发明合成的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物与聚吡咯、聚苯胺的纳米复合材料具有如下优点：(1)PEG有丰富的端羟基，容易与其他官能团反应，并且通过调节PEG分子量不同及PEG与羟基酸的当量比，可控制嵌段共聚物的序列结构；(2)PEG本身不具有可降解性，与羟基酸共聚后，乳酸等羟基酸的生物可降解性赋予凝胶体系生物可降解性；(3)采用光聚合交联有利于聚合物前驱体水溶液原位交联，可用于制备可注射水凝胶，产物几何形状易于控制，在室温或生理温度下固化时间短，反应热低；(4)嵌段共聚物交联形成凝胶后加入乙醇迅速脱水，有利于凝胶支架的固定及形成贯穿的微孔结构；(5)聚吡咯、聚苯胺具有生物活性，与水凝胶复合后可赋予生物活性，同时对凝胶体系有纳米增强作用。
附图说明
图1为实施例1中聚苯胺与PEG-乳酸嵌段共聚物复合材料的FTIR谱。在图1中，横坐标为波数Wavenumbers/cm-1。
图2为实施例2中PEG与乙交酯的FTIR光谱图。在图2中，横坐标为波数Wavenumbers/cm-1。
图3为乙二醇-羟基酸嵌段共聚物水凝胶膜的SEM照片，其中A为乙二醇-乳酸、B为乙二醇-乙交酯、C为乙二醇-ε-己内酯、D为乙二醇-δ-戊内酯、E为乙二醇-γ-丁内酯
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：乙二醇-乳酸嵌段共聚物凝胶与聚苯胺纳米复合材料的合成：
(1)乙二醇-乳酸嵌段共聚物的合成：
在氮气保护下取10g PEG(数均分子量200)与36gdl-乳酸，23mg的辛酸锡加入100ml的三颈圆底烧瓶中。反应混合物在真空、200℃下搅拌反应4h，而后降至160℃，继续搅拌反应2h，最后冷却至室温，得到乙二醇-乳酸嵌段共聚物，将产物溶于二氯乙烷，用无水乙醚沉淀，过滤，干燥，得到纯化的乙二醇-乳酸嵌段共聚物。从图3A的SEM照片中可以看到，所合成的水凝胶膜材料表现出蜂窝状，这些贯穿的孔洞为导电聚合物提供复合空间。
(2)丙烯酸封端的乙二醇-乳酸嵌段共聚物的合成：
取30g上述共聚物溶于270ml二氯甲烷，置于500mL圆底烧瓶，在冰浴中冷却至0℃，用氮气置换反应瓶三次，获得无水无氧环境，从橡皮塞用针筒加入13.9mL三乙胺和16.2mL丙烯酰氯，在0℃下搅拌反应12h，而后室温下搅拌反应12h。过滤除掉三乙胺盐酸盐，而后在滤液中加入过量的干燥的二乙醚，得到丙烯酸基团封端的乙二醇-乳酸嵌段共聚物。用二氯甲烷溶解，己烷沉淀纯化一次。最后置于70℃真空干燥24h。
(3)交联凝胶体系的合成：取100ml上述嵌段共聚物20％的水溶液，加入0.5ml 0.3g/mL的2，2-二甲基-2-二苯基苯乙酮N-乙烯基吡咯烷酮溶液。至于一玻璃培养皿中，用氩离子紫外激光灯辐照30s引发交联。加入过量乙醇迅速脱水，再经两次水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质。置于60℃真空干燥24h。
(4)苯胺原位聚合
裁取上述干凝胶5g，室温浸泡在10mmol/L的苯胺水溶液中30min，用HCl调节pH为5，然后将溶涨的凝胶置于20mmol/L过硫酸铵水溶液中，冰浴下，磁力搅拌24h。最后经过滤、水洗、干燥，再经一次去离子水溶胀-脱水循环，除去剩余杂质，干燥后得到乙二醇-乳酸嵌段共聚物与聚苯胺的纳米复合材料。从聚苯胺与PEG-乳酸嵌段共聚物复合材料的FTIR谱(图1)可见，1575、1496cm-1是聚苯胺的醌式结构与苯式结构吸收峰，1728、1110cm- 1对应于羰基与C-O-C的伸缩振动峰，说明分子链中存在酯基。这证明了聚苯胺复合进入了嵌段共聚物中。纳米复合材料的各项理化性能测试结果见表1，其中降解时间测试为将干凝胶浸泡在pH7.4的磷酸缓冲溶液中(0.2g/LKCl、0.2g/LKH2PO4、8g/L1.15g/LNa2HPO4)，每隔一定时间测试其重量损失。
实施例2：乙二醇-乙交酯嵌段共聚物凝胶与聚吡咯纳米复合材料的合成：
(1)乙二醇-乙交酯嵌段共聚物的合成：
在氮气保护下取20g PEG(数均分子量400)与22.8g乙交酯(0.2mol，M144)，25mg的辛酸锡加入100ml的三颈圆底烧瓶中。反应混合物在真空，190℃下搅拌反应5h，而后降至150℃，继续搅拌反应4h，最后冷却至室温。得到乙二醇-乙交酯嵌段共聚物，将产物溶于二氯乙烷，用无水乙醚沉淀，过滤，干燥，得到纯化的乙二醇-乙交酯嵌段共聚物。从图3B的SEM照片中可以看到，所合成的水凝胶膜材料表现出蜂窝状，这些贯穿的孔洞为导电聚合物提供复合空间。
(2)丙烯酸封端的乙二醇-乙交酯嵌段共聚物的合成：
取33g上述共聚物溶于267ml二氯甲烷，置于500mL圆底烧瓶，在冰浴中冷却至3℃，用氮气置换反应瓶三次，获得无水无氧环境，从橡皮塞用针筒加入15mL三乙胺和12.2mL丙烯酰氯，在3℃下搅拌反应10h，而后室温下搅拌反应10h。过滤除掉三乙胺盐酸盐，而后在滤液中加入过量的干燥的二乙醚，得到丙烯酸基团封端的乙二醇-乙交酯嵌段共聚物。用二氯甲烷溶解，己烷沉淀纯化一次。最后置于60℃真空干燥18h。
从PEG与乙交酯的FTIR光谱(图2)可见，1756cm-1羰基吸收峰和1110cm-1的C-O-C伸缩振动峰说明分子链中存在酯基，PEG与乙交酯发生缩聚反应。与PEG相比较，嵌段共聚物中3500cm-1附近的羟基吸收峰消失，说明丙烯酰氯已与嵌段共聚物的端羟基发生封端反应。嵌段共聚物的分子量分析，共聚物的分子量高于PEG预聚体，这些均说明所得的产物为丙烯酸封端的PEG与乙交酯的嵌段共聚物。
(3)交联凝胶体系的合成：取乙二醇-乙交酯嵌段共聚物18％的水溶液100mL，用KOH中和至pH为6，加入3mL过硫酸铵溶液(18％)混合，置于玻璃培养皿中，置于80℃烘箱3h，引发交联聚合。加入过量乙醇迅速脱水，再经两次水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质。最后置于60℃真空干燥18h。
(4)吡咯原位聚合
裁取上述干凝胶6g，室温浸泡在5mmol/L的吡咯水溶液中50min，用HCl调节pH为6，然后将溶涨的凝胶置于15mmol/L过硫酸铵水溶液中，室温下磁力搅拌24h。最后经过滤、水洗、干燥，再经一次去离子水溶胀-脱水循环，除去剩余杂质，干燥后得到乙二醇-乙交酯嵌段共聚物与聚吡咯的纳米复合材料。其各项理化性能测试结果见表1。
实施例3：乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物凝胶与聚苯胺纳米复合材料的合成：
(1)乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物的合成：
在氮气保护下取30g PEG(数均分子量600)与45.6gε-己内酯(0.4mol，M114)，48mg的辛酸锡加入100ml的三颈圆底烧瓶中。反应混合物在真空，210℃下搅拌反应3h，而后降至170℃，继续搅拌反应1.5h，最后冷却至室温。得到乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物，将产物溶于二氯乙烷，用无水乙醚沉淀，过滤，干燥，得到纯化的乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物。从图3C的SEM照片中可以看到，所合成的水凝胶膜材料表现出蜂窝状，这些贯穿的孔洞为导电聚合物提供复合空间。
(2)丙烯酸封端的乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物的合成：
取36g上述共聚物溶于264ml二氯甲烷，置于500mL圆底烧瓶，在冰浴中冷却至5℃，用氮气置换反应瓶三次，获得无水无氧环境，从橡皮塞用针筒加入21mL三乙胺和20.3mL丙烯酰氯(0.25mol)，在5℃下搅拌反应18h，而后室温下搅拌反应18h。过滤除掉三乙胺盐酸盐，而后在滤液中加入过量的干燥的二乙醚，得到丙烯酸基团封端的乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物。用二氯甲烷溶解，己烷沉淀纯化一次。最后置于70℃真空干燥36h。
(3)交联凝胶体系的合成：取乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物25％的水溶液100mL，用KOH中和至pH为7，加入5mL过硫酸钾溶液(25％)混合，置于玻璃培养皿中，置于70℃烘箱6h，引发交联聚合，加入过量乙醇迅速脱水，再经两次水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质。最后置于70℃真空干燥36h。
(4)苯胺原位聚合
裁取上述干凝胶8g，室温浸泡在20mmol/L的苯胺水溶液中45min，用HCl调节pH为7，然后将溶涨的凝胶置于50mmol/L三氯化铁水溶液中，冰浴下磁力搅拌12h。最后经过滤、水洗、干燥，再经一次去离子水溶胀-脱水循环，除去剩余杂质，干燥后得到乙二醇-ε-己内酯嵌段共聚物与聚苯胺的纳米复合材料。其各项理化性能测试结果见表1。
实施例4：乙二醇-δ-戊内酯嵌段共聚物凝胶与聚吡咯纳米复合材料的合成：
(1)乙二醇-δ-戊内酯嵌段共聚物的合成：
在氮气保护下取40g PEG(数均分子量800)与60gδ-戊内酯(0.6mol，M100)，75mg的辛酸锡加入150ml的三颈圆底烧瓶中。反应混合物在真空，205℃下搅拌反应4h，而后降至165℃，继续搅拌反应2h，最后冷却至室温。得到乙二醇-δ-戊内酯嵌段共聚物，将产物溶于二氯乙烷，用无水乙醚沉淀，过滤，干燥，得到纯化的乙二醇-δ-戊内酯嵌段共聚物。从图3D的SEM照片中可以看到，所合成的水凝胶膜材料表现出蜂窝状，这些贯穿的孔洞为导电聚合物提供复合空间。
(2)丙烯酸封端的乙二醇-δ-戊内酯嵌段共聚物的合成：
取39g上述共聚物溶于261ml二氯甲烷，置于500mL圆底烧瓶，在冰浴中冷却至0℃，用氮气置换反应瓶三次，获得无水无氧环境，从橡皮塞用针筒加入23.4mL三乙胺和18.7mL丙烯酰氯(0.23mol)，在0℃下搅拌反应14h，而后室温下搅拌反应14h。过滤除掉三乙胺盐酸盐，而后在滤液中加入过量的干燥的二乙醚，得到丙烯酸基团封端的乙二醇-δ-戊内酯嵌段共聚物。用二氯甲烷溶解，己烷沉淀纯化一次。最后置于70℃真空干燥26h。
(3)交联凝胶体系的合成：取100ml上述嵌段共聚物25％的水溶液，加入0.2ml 0.3g/mL的2，2-二甲基-2-二苯基苯乙酮N-乙烯基吡咯烷酮溶液。至于一玻璃培养皿中，用氩离子紫外激光灯辐照60s引发交联。加入过量乙醇迅速脱水，再经两次水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质。置于70℃真空干燥16h。
(4)吡咯原位聚合
裁取8g上述干凝胶，室温浸泡在30mmol/L的吡咯水溶液中40min，用HCl调节pH为6.5，然后将溶涨的凝胶置于45mmol/L三氯化铁水溶液中，室温下磁力搅拌14h。最后经过滤、水洗、干燥，再经一次去离子水溶胀-脱水循环，除去剩余杂质，干燥后得到乙二醇-δ-戊内酯嵌段共聚物与聚吡咯的纳米复合材料。其各项理化性能测试结果见表1。
实施例5：乙二醇-γ-丁内酯嵌段共聚物凝胶与聚苯胺纳米复合材料的合成：
(1)乙二醇-γ-丁内酯嵌段共聚物的合成：
在氮气保护下取50g PEG(数均分子量1000)与68.8gγ-丁内酯(0.8mol，M86)，60mg的辛酸锡加入100ml的三颈圆底烧瓶中。反应混合物在真空，200℃下搅拌反应4h，而后降至160℃，继续搅拌反应2h，最后冷却至室温。得到乙二醇-γ-丁内酯嵌段共聚物，将产物溶于二氯乙烷，用无水乙醚沉淀，过滤，干燥，得到纯化的乙二醇-γ-丁内酯嵌段共聚物。从图3E的SEM照片中可以看到，所合成的水凝胶膜材料表现出蜂窝状，这些贯穿的孔洞为导电聚合物提供复合空间。
(2)丙烯酸封端的乙二醇-γ-丁内酯嵌段共聚物的合成：
取42g上述共聚物溶于258ml二氯甲烷，置于500mL圆底烧瓶，在冰浴中冷却至4℃，用氮气置换反应瓶三次，获得无水无氧环境，从橡皮塞用针筒加入27.8mL三乙胺和14.6mL丙烯酰氯(0.18mol)，在0℃下搅拌反应16h，而后室温下搅拌反应16h。过滤除掉三乙胺盐酸盐，而后在滤液中加入过量的干燥的二乙醚，得到丙烯酸基团封端的乙二醇-γ-丁内酯嵌段共聚物。用二氯甲烷溶解，己烷沉淀纯化一次。最后置于75℃真空干燥24h。
(3)交联凝胶体系的合成：取100ml上述嵌段共聚物18％的水溶液，加入0.4ml 0.3g/mL的2，2-二甲基-2-二苯基苯乙酮N-乙烯基吡咯烷酮溶液。至于一玻璃培养皿中，用氩离子紫外激光灯辐照40s引发交联。加入过量乙醇迅速脱水，再经两次水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质，置于65℃真空干燥20h。
(4)吡咯原位聚合
裁取10g上述干凝胶，室温浸泡在50mmol/L的吡咯水溶液中60min，用HCl调节pH为7，然后将溶涨的凝胶置于50mmol/L过硫酸铵水溶液中，室温下磁力搅拌16h。最后经过滤、水洗、干燥，再经一次去离子水溶胀-脱水循环，除去剩余杂质，干燥后得到乙二醇-γ-丁内酯嵌段共聚物与聚吡咯的纳米复合材料。其各项理化性能测试结果见表1。
表1 理化性能测试结果
| 实施例 | PEG分子量 | 羟基酸 | 嵌段共聚物分子量 | 交联后凝胶外观 | 凝胶吸水倍数 | 生理盐水吸水倍数 | 复合材料完全降解时间(天) |
| 1 | 200 | 乳酸 | 900 | 透明 | 380 | 80 | 45 |
| 2 | 400 | 乙交酯 | 1080 | 透明 | 250 | 60 | 10 |
| 3 | 600 | ε-己内酯 | 1120 | 半透明 | 500 | 135 | 20 |
| 4 | 800 | δ-戊内酯 | 1500 | 透明 | 320 | 70 | 30 |
| 5 | 1000 | γ-丁内酯 | 1680 | 半透明 | 460 | 100 | 8 |
Claims (10)
1.具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料，其特征在于为乙二醇-羟基酸嵌段共聚物与聚吡咯或聚苯胺的复合材料，按质量百分比，导电聚合物聚吡咯或聚苯胺占复合材料总质量的7％～50％。
2.如权利要求1所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料，其特征在于所述的羟基酸为乳酸、乙交酯、丁内酯、戊内酯或己内酯。
3.如权利要求1所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
1)乙二醇-羟基酸嵌段共聚物的合成
在氮气保护下取聚乙二醇与羟基酸混合，羟基酸与PEG的摩尔比为2～10，按质量百分比，再加入总体系的0.05％～0.1％的辛酸锡催化剂，抽真空，升温至190～210℃搅拌，降至150～170℃继续搅拌反应，冷却至室温，得到乙二醇-羟基酸嵌段共聚物，将产物溶于二氯乙烷，用无水乙醚沉淀，过滤，干燥，得到纯化的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物；
2)丙烯酸封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物的合成
取上述纯化的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物溶于二氯甲烷，按质量百分比，浓度为10％～14％，在冰浴中冷却至0～5℃，按摩尔比，在无水无氧条件下加入浓度为0.5～0.83mol的丙烯酰氯和浓度为0.33～0.67mol的三乙胺，在0～5℃下搅拌反应10～18h，而后室温下搅拌反应12～18h，过滤除掉三乙胺盐酸盐，在滤液中加入过量的干燥的二乙醚，得到丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物，将丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物用二氯甲烷溶解，己烷沉淀纯化，干燥；
3)交联凝胶的合成
将上述丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物溶于水中，采用光引发交联或自由基交联的方法得到凝胶；
4)吡咯或苯胺单体原位聚合
将步骤3)得到的凝胶烘干，浸泡在pH为3～7、单体浓度为5～50mmol/L的吡咯或苯胺盐酸水溶液中溶涨，然后将经单体溶液溶涨的凝胶置于引发剂溶液中，冰浴～室温下搅拌，单体在凝胶交联网络体系中聚合，形成互穿网络体系，经过滤、水洗、干燥，再经水溶胀-乙醇脱水循环，除去杂质，干燥后得到乙二醇-羟基酸嵌段共聚物与聚吡咯或聚苯胺的纳米复合材料。
4.如权利要求3所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于所述聚乙二醇的分子量为200～1000。
5.如权利要求3所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于在步骤3)中，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸铵-亚硫酸钠的18％～25％水溶液。
6.如权利要求5所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于过硫酸铵和亚硫酸钠的摩尔比为1∶1。
7.如权利要求3所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于所述的光引发交联为取上述丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物配成按质量百分比浓度为18％～25％的丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物的水溶液A，将光引发剂2，2-二甲基-2-二苯基苯乙酮溶于N-乙烯基吡咯烷酮配成0.3g/mL的溶液B，将溶液A和溶液B按体积比为1000∶2～5混合，用光辐射20～60s引发交联，加入过量乙醇脱水，再经水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质，最后干燥；
8.如权利要求3所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于所述的自由基交联为取丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物配成按质量百分比浓度为18％～25％的丙烯酸基团封端的乙二醇-羟基酸嵌段共聚物水溶液，用KOH中和至pH为6～7，加入引发剂溶液混合，混合后共聚物与引发剂的质量百分比为100∶1～5，置于70～90℃烘箱中，引发交联聚合，加入过量乙醇迅速脱水，再经水溶涨-乙醇脱水循环，除掉杂质，最后干燥；
9.如权利要求3所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于在步骤4)中，所述的引发剂为过硫酸铵或三氯化铁。
10.如权利要求3所述的具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料的合成方法，其特征在于按摩尔比，引发剂浓度∶单体浓度＝1～3∶1。
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