生物可降解交联的水凝胶

摘要

描述了利用交联化合物在合适的pH和温度条件下降解的水凝胶，所述交联化合物通过消去反应被切割。所述水凝胶可用于递送各种试剂，例如药物。本发明提供了在生理条件作用下通过非酶过程降解为较小的可溶成分的水凝胶，还提供了它们的制备方法。水凝胶由交联剂制备，所述交联剂在生理条件下发生消去反应，从而将交联剂从水凝胶骨架上切割下来。本发明还涉及形成本发明的水凝胶的交联剂自身以及中间体。根据本发明的方法制备的可生物降解水凝胶可用于众多领域，包括生物医药工程、吸收剂材料，以及用作递送药物的载体。

主权项

一种在生理条件下生物可降解的水凝胶，所述水凝胶包含通过接头交联的一种或多种聚合物，所述接头通过β消去反应分解，其中，所述接头在置于所述聚合物中时，是式(1)的残基其中，m是0或1；其中，R¹、R²、R⁵中至少一个通过第一官能团与所述一种或多种聚合物偶联，并且其中X通过第二官能团与聚合物偶联，其中R¹和R²中至多一个是H或是烷基、芳烷基或杂芳烷基，其各自任选被取代；R¹和R²中至少一个或两个均独立地是CN；NO₂；任选被取代的芳基；任选被取代的杂芳基；任选被取代的烯基；任选被取代的炔基；COR³或SOR³或SO₂R³，其中R³是H或任选被取代的烷基；芳基或芳烷基，其各自任选被取代；杂芳基或杂芳烷基，其各自任选被取代；或OR⁹或NR⁹₂，其中R⁹各自独立地是H或任选被取代的烷基，或两个R⁹基团与其连接的氮一同形成杂环；SR⁴，其中R⁴是任选被取代的烷基；芳基或芳烷基，其各自任选被取代；或杂芳基或杂芳烷基，其各自任选被取代；或其中R¹和R²接合以形成3～8元环；并且R⁵各自独立地是H或是烷基、烯基烷基、炔基烷基、(OCH₂CH₂)_pO‑烷基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基，其各自任选被取代，其中p＝1～1000；其中X是碳酸酯、氨基甲酸酯、硫醚、羧酸酯或任选被取代的酚，其中X通过 所述第二官能团偶联至所述聚合物；或其中所述接头是式(2)的残基其中所述R¹、R²、R⁵中至少两个通过官能团与所述一种或多种聚合物偶联；m是0或1；n是1～1000；s是0～2；t是2、4、8、16或32；Q是具有化合价t的核心基团；W是O(C＝O)O、O(C＝O)NH、O(C＝O)S、其中R⁶是H、任选被取代的烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基、任选被取代的芳烷基或任选被取代的杂芳烷基；其中R¹和R²中至多一个是H或是烷基、芳烷基或杂芳烷基，其各自任选被取代；R¹和R²中至少一个或两个均独立地是CN；NO₂；任选被取代的芳基；任选被取代的杂芳基；任选被取代的烯基；任选被取代的炔基；COR³或SOR³或SO₂R³，其中R³是H或任选被取代的烷基；芳基或芳烷基，其各自任选被取代；杂芳基或杂芳烷基，其各自任选被取代；或OR⁹或NR⁹₂，其中R⁹各自独立地是H或任选被取代的烷基，或两个R⁹基团与其连接的氮一同形成杂环；SR⁴，其中R⁴是任选被取代的烷基；芳基或芳烷基，其各自任选被取代；或杂芳基或杂芳烷基，其各自任选被取代；或其中R¹和R²接合以形成3～8元环；且R⁵各自独立地是H或是烷基、烯基烷基、炔基烷基、(OCH₂CH₂)_pO‑烷基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基，其各自任选被取代，其中p＝1～1000；其中，各烷基包含1‑8个碳原子，各烯基包含2‑8个碳原子，各炔基包含2‑8个碳原子，各芳基包含6‑18个碳原子，各杂芳基包含3‑15个碳原子且包含至少一个N、O或S原子，并且，各所述任选的取代基选自下组：卤素，其包括F、Cl、Br和I；低级烷基，其包括直链、支链和环状的低级烷基；低级卤代烷基，其包括氟烷基、氯烷基、溴烷基和碘烷基；OH；低级烷氧基，其包括直链、支链和环状的低级烷氧基；SH；低级烷硫基，其包括直链、支链和环状的低级烷硫基；氨基、烷基氨基、二烷基氨基、甲硅烷基，其包括烷基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基和芳基甲硅烷基；硝基；氰基；羰基；羧酸、羧酸酯、羧酸酰胺；氨基羰基；氨基酰基；氨基甲酸酯；脲；硫代氨基甲酸酯；硫脲；酮；砜；磺酰胺；芳基，其包括苯基、萘基和蒽基；杂芳基，其包括5元杂芳基，包括吡咯、咪唑、呋喃、噻吩、噁唑、噻唑、异噁唑、异噻唑、噻二唑、三唑、噁二唑和四唑，6元杂芳基，包括吡啶、嘧啶、吡嗪，和稠合杂芳基，包括苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑、苯并咪唑、吲哚、苯并噻唑、苯并异噁唑和苯并异噻唑。