本发明属于组织工程与生物材料，尤其涉及一种聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶及其制备方法与应用。
背景技术：
1、创伤性脑损伤的生理病理机制主要包括原发性外部撞击造成的损伤及继发性损伤引起的神经、代谢、细胞等反应。创伤后的炎症可引起慢性神经炎症和相关的神经退行性病变，特别是在慢性神经退行性疾病中，并伴有神经功能障碍的加重。目前，临床上对于严重的颅脑损伤，通常需要进行开颅手术治疗，现有的治疗方法无法有效改善患者神经功能恢复。由于脑组织复杂的病理及生理结构，脑损伤部位形成的空腔，同时神经炎症反应使损伤部位募集巨噬细胞和活化的小胶细胞，释放额外的一氧化氮(no)及活性氧(ros)积累在受损脑组织部位，造成有毒的微环境，对周围的神经元产生毒性同时抑制神经元的再生。
2、水凝胶是由水分子及亲水聚合物聚集而成的网络。水凝胶的高含水量使得其能够溶解、运输离子和许多小分子。反应获得的聚合物网络通常交联稀疏，使得水凝胶柔软而具有弹性。水凝胶具有细胞外基质的特点：1)高含水量，具有良好的生物相容性；2)纯水凝胶可以为细胞提供一个3d生长的环境，给予力学支撑，但对于功能受损的活体组织无修复功能。
3、由于水凝胶的结构特性，可以通过多种化学方法进行调整。经过合理设计，制备生物活性水凝胶，水凝胶装载有亲水性药物或生物活性分子，从而具有促进受损的天然组织功能恢复的能力。此外，水凝胶的降解性能是至关重要的，对于短期性植入的生物材料要求具有可降解性能，随着伤口的愈合自行在体内降解，避免二次手术取出。
4、综上所述，确有必要提供一种可促进受损天然组织功能恢复的水凝胶，应用于颅脑损伤治疗。
技术实现思路
1、为了解决上述现有的技术问题的或其的一部分，本发明的目的在于提供一种聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶及其制备方法与应用，该聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶可降解且具有促进受损天然组织功能恢复的能力。
2、以下根据权利要求的修改适应性调整。
3、根据本发明的一个方面，提供了一种聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶，所述聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶包括：
4、水分子；
5、聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺的聚合物，所述聚合物以聚乙二醇二丙烯酸酯为支架，胱胺和胍丁胺连接在支架上。
6、进一步的，所述聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶为由所述聚合物高度交联形成的网络状高分子聚合水凝胶。
7、进一步的，所述聚乙二醇二丙烯酸酯通过丙烯酸酯键与胱胺、胍丁胺的伯胺基交联。
8、进一步的，随着聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺水凝胶中聚合物的含量的增大，凝胶表面结构愈粗糙。
9、进一步的，所述聚合物的分子式为：
10、
11、根据本发明的第二方面，提供了一种上述的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶的制备方法，所述制备方法为：将聚乙二醇二丙烯酸酯、胱胺、胍丁胺加入ph值为8.0-8.5的去离子水中进行迈克尔加成反应。
12、进一步的，上述制备方法中，在1ml去离子水中，加入的乙二醇二丙烯酸酯的物质的量为0.65-1.35mmol；加入的胱胺的物质的量为0.13-0.27mmol。优选的，加入的胍丁胺物质的量为0.13-0.27mmol。
13、进一步的，所述制备方法还包括：根据聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶的预定的凝胶化时间，确定聚乙二醇二丙烯酸酯与胱胺的摩尔比例。
14、进一步的，上述制备方法中，当聚乙二醇二丙烯酸酯、胱胺和胍丁胺的摩尔比为1.35:0.27:0.27时，80℃温度条件下，24h可形成稳定的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺水凝胶。
15、进一步的，上述制备方法中，改变所述迈克尔加成反应的温度，所述聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶的降解速率也发生相应改变。
16、根据本发明的第三个方面，提供了上述聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶或上述制备方法制备的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶在制备用于神经损伤部位的修复及功能恢复生物材料中的应用。
17、进一步的，伴随聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶的降解，胍丁胺持续释放。
18、进一步的，所述生物材料可通过注射的方式递送。
19、本发明的实施例提供的一种聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶及其制备方法与应用具有以下优点中的至少一个或至少一个优点的一部分：
20、(1)本发明实施例的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶(pca医用水凝胶)由聚乙二醇二丙烯酸酯、胱胺、胍丁胺通过迈克尔加成反应连接构成的聚合物交联得到，聚合物之间高度交联，水凝胶表面无多孔结构，具有良好的粘附性、亲水性和生物相容性，具有较好的力学性能，杨氏模量为10.24kpa-26.02kpa，最大抗压强度在2n以下，应用于脑损伤治疗，能为损伤部位形成的空腔提供合适的支架支撑，促进损伤部位细胞的再生，增强脑功能和结构的恢复。
21、(2)本发明实施例提供的pca医用水凝胶能够降低损伤部位ros水平促进受损的脑组织再生和修复，可显著降低巨噬细胞内的一氧化氮合酶的活性而降低体内no的浓度，减少中枢神经损伤初期受损部位有害物质分泌。将本发明实施例提供的pca医用水凝胶应用于创伤性脑损伤模型，通过行为学评估，证明pca医用水凝胶可有效促进脑损伤大鼠运动、学习、记忆能力的恢复，同时验证了pca水凝胶对于大鼠脑创伤部位胶痕的增生，及炎症反应抑制效果显著。
22、(3)本发明实施例提供的水凝胶的降解性能影响着植入部位的组织再生效率，水凝胶降解过快，导致新生组织生长失去附着无法实现完整修复；降解过慢会阻碍新生组织的生长。本发明实施例提供的pca医用水凝胶中引入二硫键，一方面能够增强细胞的粘附，有利于损失部位细胞的再生；另一方面，使得pca医用水凝胶的降解具有还原敏感性，在还原条件下，降解速率会加快，可以通过微环境的变化调控水凝胶的降解。
23、(4)本发明实施例提供的pca医用水凝胶具有剪切稀化性，因此具备可注射性，有利于水凝胶通过微创方法递送。
24、(5)本发明实施例提供的pca医用水凝胶的制备方法简单且可调控，可通过改变的迈克尔加成反应的温度、三种原料的用量比或反应体系浓度，调控聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶的降解速率、胍丁胺或胱胺的释放速度；也可以通过改变反应体系浓度调控pca医用水凝胶的溶胀性能、亲水性、力学性能等，使得pca医用水凝胶更加有助于神经损伤部位的修复及功能恢复，为神经再生领域的深入研究提供了一种有前景的生物化学材料。
1.一种聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶，所述聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶包括：
2.根据权利要求1所述的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶，其特征在于，
5.根据权利要求1-4中任一项所述的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶，其特征在于，
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶的制备方法，所述制备方法为：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
11.一种如权利要求1-5中任一项所述的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶或如权利要求6-10中任一项所述的制备方法制备的聚乙二醇二丙烯酸酯/胱胺/胍丁胺医用水凝胶在制备用于神经损伤部位的修复及功能恢复生物材料中的应用。
12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述修复及功能恢复生物材料可通过注射的方式递送。
