本发明涉及水凝胶
技术领域：
，特别涉及改性爱贝芙、水凝胶及制备方法和整形美容材料。
背景技术：
：皮肤填充剂又称软组织填充剂，以往主要用于改善皮肤的缺损以及先天性发育不良或后天因素，如肿瘤术后、外伤等造成的软组织发育不良和凹陷畸形，现在主要用于除皱和轮廓整形。皮肤填充剂的种类繁多，可分为永久性和暂时性两大类。爱贝芙（artecoll）是近年来国际上应用较多的一种永久性填充剂，也是目前惟一获得美国食品药品管理局（fda）认证的永久性注射性填充材料。爱贝芙（artecoll）是一种可注射的医学整形美容材料，是近几年来临床上使用较多的注射除皱药物，除皱效果较明显。注射美容因其操作简单、易于掌握、不开刀、不住院、省时、痛苦小，深受广大医务人员和患者的青睐。随着爱贝芙的广泛应用，各种并发症也备受关注。爱贝芙注射见效快，但易出现排斥、吸收等问题，有可能出现皮下结节，不易取出。主要成分为胶原蛋白的爱贝芙注射剂存在塑形性和持久性差的缺陷。技术实现要素：因此，需要提供一种安全无毒易吸收且持久的改性爱贝芙，具体方案如下：一种改性爱贝芙，具有式（i）所示的结构;n为12-120的整数，r代表爱贝芙。本申请还提供一种改性爱贝芙的制备方法，具体方案如下：提供二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二琥珀酰亚胺酯；将爱贝芙溶于缓冲溶液中，加入二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二琥珀酰亚胺酯，有机碱催化反应，得到改性爱贝芙，所述改性爱贝芙具有如（i）所示结构：n为12-120的整数，r代表爱贝芙。优选的，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液，其ph=4-7。优选的，所述有机碱为三乙胺、4-二甲氨基吡啶（dmap）、吡啶或其任意组合。优选的，所述爱贝芙与所述二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二琥珀酰亚胺酯的摩尔比为1:(2-6)。优选的，所述二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二琥珀酰亚胺酯化合物的制备方法，包括以下步骤：将四臂聚乙二醇4arm-peg-oh溶于有机溶剂中，加入一定量氢氧化钠搅拌，反应中加入溴乙酸叔丁酯搅拌反应，tlc监测溴乙酸叔丁酯完全反应后，加入有机碱，再逐滴加入甲基磺酰氯进行反应，反应结束后，减压蒸出溶剂，粗品在过量氨水中反应纯化并在稀盐酸溶液中水解得到二氨基-四臂聚乙二醇-二羧基；二氨基-四臂聚乙二醇-二羧基和丁二酸酐在甲苯中加热回流反应得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二羧基，二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二羧基在二氯甲烷溶剂中与二环己基碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺反应得到所述的二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二琥珀酰亚胺酯。本申请还提供了一种二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二琥珀酰亚胺酯化合物，具有式（ii）所示的结构：n为12-120的整数。优选的，所述二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-二琥珀酰亚胺酯化合物通过前述方法制备得到。本申请还提供了—种水凝胶前体溶液的制备方法，方案如下：将所述的改性爱贝芙溶于生理盐水或ph=7.2的磷酸盐缓冲溶液中，得到浓度为5wt%-20wt%的溶液。本申请还提供了—种水凝胶，制备如下：将所述的水凝胶前体溶液置于体外温和环境中，自身偶联反应，原位交联形成爱贝芙/四臂聚乙二醇水凝胶。本申请还提供了一种整形美容材料，由所述的水凝胶制备得到。由于上述技术方案的应用，本发明具有如下优点和有益效果：(1)不需要催化剂，不需要加热、光照、辐射等外在条件，快速高效、选择性好、能在体内固化；(2)未使用有毒交联剂，水凝胶的细胞毒性低；(3)具有良好的生物相容性，制备出的水凝胶具有良好的力学性能，优异的生物相容性，半衰期长，可以通过改变凝胶前体的组成、分子量、浓度、功能基密度等调节材料的机械强度和降解速度，以适应不同应用场合的需要，在体内的存留时间长，十分适用于整容填充。peg的引入和较高的交联密度，能有效地延缓在体内的降解速度，提高材料的耐久性。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。作为爱贝芙主要成分的胶原蛋白有很多氨基酸组成，peg能够很容易地与氨基酸上的氨基连接起来，peg的引入和较高的交联密度，能有效地延缓在体内的降解速度，提高材料的耐久性；可以通过改变凝胶前体的组成、分子量、浓度、功能基密度等调节材料的机械强度和降解速度，以适应不同应用场合的需要。同时，利用二马来酰亚胺基和马来酰亚胺基之间的偶联反应对注射人体内的爱贝芙/四臂聚乙二醇水溶液进行交联，使其原位凝胶化而固化成形。因此，本申请提出的爱贝芙/四臂聚乙二醇水凝胶是一种兼具安全性、塑形性和持久性的美容整形材料。实施例1：将50g四臂聚乙二醇（4arm-peg10000-oh）溶于有机溶剂乙腈中，加入一定量氢氧化钠搅拌4小时，反应中加入2当量的溴乙酸叔丁酯搅拌反应24小时，tlc监测溴乙酸叔丁酯完全反应后，往反应中加入2当量三乙胺，再逐滴加入2当量的甲基磺酰氯进行反应8小时，反应结束后，减压蒸出溶剂，粗品在过量氨水中搅拌反应纯化并在稀盐酸溶液中水解得到二氨基-四臂聚乙二醇10000-二羧基；二氨基-四臂聚乙二醇10000-二羧基和丁二酸酐在甲苯中加热回流反应12小时得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇10000-二羧基，二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇10000-二羧基在二氯甲烷溶剂中与dcc和nhs反应结束后除去溶剂，粗品通过甲基叔丁基醚重结晶得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇10000-二琥珀酰亚胺酯。实施例2：将50g四臂聚乙二醇（4arm-peg5000-oh）溶于有机溶剂乙腈中，加入一定量氢氧化钠搅拌3.5小时，反应中加入2当量的溴乙酸叔丁酯搅拌反应24小时，tlc监测溴乙酸叔丁酯完全反应后，往反应中加入2当量dmap，再逐滴加入2当量的甲基磺酰氯进行反应8小时，反应结束后，减压蒸出溶剂，粗品在过量氨水中搅拌反应纯化并在稀盐酸溶液中水解得到二氨基-四臂聚乙二醇5000-二羧基；二氨基-四臂聚乙二醇5000-二羧基和丁二酸酐在甲苯中加热回流反应12小时得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇5000-二羧基，二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇5000-二羧基在二氯甲烷溶剂中与dcc和nhs反应结束后除去溶剂，粗品通过甲基叔丁基醚重结晶得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇5000-二琥珀酰亚胺酯。实施例3：将50g四臂聚乙二醇（4arm-peg20000-oh）溶于有机溶剂乙腈中，加入一定量氢氧化钠搅拌3.5小时，反应中加入2当量的溴乙酸叔丁酯搅拌反应24小时，tlc监测溴乙酸叔丁酯完全反应后，往反应中加入2当量三乙胺和吡啶混合液，再逐滴加入2当量的甲基磺酰氯进行反应8小时，反应结束后，减压蒸出溶剂，粗品在过量氨水中搅拌反应纯化并在稀盐酸溶液中水解得到二氨基-四臂聚乙二醇20000-二羧基；二氨基-四臂聚乙二醇20000-二羧基和丁二酸酐在甲苯中加热回流反应12小时得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇20000-二羧基，二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇20000-二羧基在二氯甲烷溶剂中与dcc和nhs反应结束后除去溶剂，粗品通过甲基叔丁基醚重结晶得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇20000-二琥珀酰亚胺酯。实施例4：将1000g爱贝芙溶于缓冲溶液中，加入40g二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇10000-二琥珀酰亚胺酯，催化当量5mmol%的三乙胺有机碱催化反应，反应24小时后，粗品倒入冰冷的大量异丙醇溶剂中，析出不规则固体，得到二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇10000-爱贝芙。实施例5：取20g二马来酰亚胺-四臂聚乙二醇-爱贝芙溶于200ml生理盐水溶液中，得到浓度为10wt%的溶液为凝胶前体溶液，然后将其注入体内，原位形成所述水凝胶。实施例6：水凝胶的溶胀与降解性的测试溶胀降解实验观察水凝胶在不同ph条件下水凝胶的溶胀、降解行为以及在胶原蛋白酶存在条件下的降解行为，判断peg化爱贝芙的对ph的敏感性以及抗酶解能力。具体实验过程如下：1ml水凝胶样品中加入不含胶原蛋白酶或者含100u胶原蛋白酶的中性pbs缓冲溶液(ph=7.2)，置于37oc的水浴中，并轻轻摇晃10分钟。在设定的时间点，小心倒出水凝胶上层的溶液，滤干，称重，然后再加入新鲜的培养液;重复这一过程直至水凝胶消失。每次试验重复三次。用如下公式计算：%δm=(mx-my/my)*100%，其中，δm代表水凝胶重量变化，mx和my分别代表水凝胶溶胀前的重量、溶胀后的重量。100u的胶原蛋白酶浓度远远高于体内的胶原蛋白酶浓度，由实验结果可以看出该水凝胶的酶降解速率低，抗酶解能力优异。调节水凝胶前体的浓度可以获得不同耐酶性的水凝胶。该水凝胶的长久性凸显了其用于皮下注射整容的优势。实施例7：水凝胶材料的细胞毒性检测依据实施例1,2,3聚乙二醇（不同分子量）制备的不同的水凝胶材料。在孔板中接种3t3细胞,37℃孵育后在每个孔板中加入聚乙二醇化爱贝芙水凝胶材料,接触面积大于50%。37℃孵育,显微镜下采集细胞图片。结果如表1所示，结果表明，加入聚乙二醇化爱贝芙水凝胶处理的细胞形态与没有处理细胞相比形态发生明显变化,表明该聚乙二醇化爱贝芙水凝胶材料具有较低的细胞毒性。使用mtt法测定细胞数量,与未处理的对照孔相比,加入聚乙二醇化爱贝芙水凝胶处理的孔细胞数量未见明显降低,也表明了该聚乙二醇化爱贝芙水凝胶的低细胞毒性。该结果表明了本聚乙二醇水凝胶材料在组织培养领域的广阔应用前景。表1序号细胞存活变化率190%294%398%以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12