一种可负载高疏水性药物的水凝胶及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种可负载高疏水性药物的水凝胶及其制备方法和应用 (Hydrogel capable of loading high-hydrophobicity drugs and preparation method and application thereof ) 是由 侯昭升 毕晶晶 李雪静 刘常琳 高伟伟 文正 于 2021-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种可负载高疏水性药物的水凝胶及其制备方法和应用,属于高分子材料制备技术领域。本发明首先制备出环糊精封端侧链含双键的聚氨酯(DPU),利用多巯基化合物与双键发生点击化学交联形成聚氨酯水凝胶。由于环糊精内腔疏水、外缘亲水,能提供一个疏水的结合位点,因此在该聚氨酯水凝胶内的环糊精分子空腔可与高疏水性药物发生非共价结合,从而实现对高疏水性药物的负载,并且该凝胶在体外非常稳定,在体内酶的作用下,环糊精多糖逐渐发生降解,从而将结合的药物释放出来,从而成功制备出一种可负载高疏水性药物的水凝胶,因此具有良好的实际应用之价值。(The invention provides a hydrogel capable of loading a high-hydrophobicity drug, and a preparation method and application thereof, and belongs to the technical field of preparation of high polymer materials. The invention firstly prepares the cyclodextrin-terminated polyurethane (DPU) with a side chain containing double bonds, and utilizes the click chemistry crosslinking of a multi-sulfhydryl compound and the double bonds to form the polyurethane hydrogel. The cyclodextrin hydrogel has hydrophobic inner cavity and hydrophilic outer edge and can provide a hydrophobic binding site, so that the cyclodextrin molecular cavity in the polyurethane hydrogel can be non-covalently bound with the high-hydrophobicity medicine, the high-hydrophobicity medicine is loaded, the gel is very stable in vitro, and the cyclodextrin polysaccharide is gradually degraded under the action of in vivo enzyme, so that the bound medicine is released, and the hydrogel capable of loading the high-hydrophobicity medicine is successfully prepared, so that the hydrogel has good practical application value.)
技术领域
本发明属于高分子材料制备
技术领域
，具体涉及一种可负载高疏水性药物的水凝胶及其制备方法和应用。背景技术
公开该
背景技术
部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。水凝胶是一种由共价键和非共价键相互作用交联构成的一类具有三维网络结构的聚合物，在水中能够吸收大量的水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解，能够通过化学交联或者物理作用力，或者交联网络自身在特定条件下的收缩松弛，达到控制释放药物的目的。在现有技术中公开了一种光敏感水凝胶，由偶氮苯与四氟硼酸根、六氟磷酸根、硫酸根等酸根离子的化合物为交联剂制取光敏感偶氮苯衍生物，该水凝胶在药物缓释载体中有良好的应用。
在现有技术中也公开了一种以聚己内酯(PCL)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等为主要原料，分别采用二甘醇(DEG)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)作为扩链剂合成聚氨酯预聚体,然后加入交联剂过氧化苯甲酰(BPO)进行自由基聚合而制备出新型聚氨酯水凝胶。其中以带有羧基的DMPA和带有叔氨基官能团的MDEA为扩链剂制备的聚氨酯水凝胶,亲水性较强,表面具有微孔结构，氯霉素载药量较大。
通常而言,水凝胶是由亲水大分子链构建的三维网络，在水中可以高度溶胀，并将大量的水保留在网络结构中，用作药物载体时，可以保护药物分子,隔绝外界不良环境条件对药物的不良影响在水凝胶网络结构中引入刺激响应性结构单元，可以使水凝胶在接收到外界信号或刺激作用后，能够通过结构和性能的变化，对药物分子的释放速度和模式进行调节，达到药物释放的可控性，这种新型的药物输送载体材料也被称为“智能水凝胶”或“环境敏感水凝胶”。
高分子水凝胶在用作药物载体时，可以保护药物分子，隔绝外界不良环境条件对药物的不良影响。由于每体积水凝胶可容纳大量的亲水性药物，同时可通过调整聚合物链间的尺寸和物理化学性质，因此可以提供一种从数小时到数天的高度可调的释放特性。然而，由于固有的不相容性，如何将疏水药物封装到水凝胶中仍然是一个挑战。发明人发现，疏水药物的输送和控制释放领域目前面临两方面急需解决的问题：其一是如何使亲水性载体材料能够负载足量的疏水药物分子对高疏水性药物的承载很难发挥作用(例如抗癌抗消炎药物川陈皮素、橘皮素、姜黄素等)；其二是如何使负载的疏水药物分子能够有效释放到周围环境中去。
发明内容
针对上述现有技术的不足，发明人经长期的技术与实践探索，提供一种可负载高疏水性药物的水凝胶及其制备方法和应用。本发明首先制备出环糊精封端侧链含双键的聚氨酯(DPU)，利用多巯基化合物与双键发生点击化学交联形成聚氨酯水凝胶。由于环糊精内腔疏水、外缘亲水，能提供一个疏水的结合位点，因此在该聚氨酯水凝胶内的环糊精分子空腔可与高疏水性药物发生非共价结合，从而实现对高疏水性药物的负载，并且该凝胶在体外非常稳定，在体内酶的作用下，环糊精多糖逐渐发生降解，从而将结合的药物释放出来，从而成功制备出一种可负载高疏水性药物的水凝胶，因此具有良好的实际应用之价值。
具体的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供一种环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯(DPU)，其具有如下所示的分子结构式：
其中，m，n均取不为0的自然数；
优选的，n＝1～2；m＝65～270。
本发明的第二个方面，提供上述环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯(DPU)的制备方法，所述制备方法包括：
端异氰酸基聚乙二醇先与1,5-己二烯-3,4-二醇反应制备侧链含双键的端异氰酸基聚氨酯预聚物，然后再与单-6-O-氨基-β-环糊精反应进行封端即得DPU。
本发明的第三个方面，提供上述环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯在制备含环糊精的聚氨酯水凝胶中的应用。
本发明的第四个方面，提供一种含环糊精的聚氨酯水凝胶，所述含环糊精的聚氨酯水凝胶，其制备方法包括：将DPU溶于有机溶剂中，再加入多巯基化合物，通过点击化学反应交联得到聚氨酯凝胶(DPU-G)，将上述凝胶浸于去离子水中并定期换水即得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG)。
本发明的第五个方面，提供含环糊精的聚氨酯水凝胶在医药领域中的应用。
具体的，所述应用包括将上述含环糊精的聚氨酯水凝胶作为药物载体的应用。
更具体的，所述药物为高疏水性药物。
本发明的第六个方面，提供一种负载药物的聚氨酯水凝胶，其包括上述含环糊精的聚氨酯水凝胶，以及负载在上述含环糊精的聚氨酯水凝胶上的药物。
所述药物为高疏水性药物，其具体可用于抗菌、消炎、抗癌等，包括但不限于阿霉素、紫杉醇和姜黄素。
本发明的第七个方面，提供上述负载药物的聚氨酯水凝胶的制备方法，所述制备方法包括：将DPU溶于已溶有药物的有机溶剂中，再加入多巯基化合物，通过点击化学反应交联得到载药聚氨酯凝胶(DPU-DG)，将上述凝胶浸于去离子水中并定期换水即得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-DWG)。
本发明的第八个方面，提供一种药物缓释的方法，所述方法包括施用上述负载药物的聚氨酯水凝胶，在酶作用下，环糊精分解，将药物释放出来，达到药物缓释的目的。
其中，所述酶包括能够用于降解环糊精的酶，如α-淀粉酶。
上述一个或多个技术方案的有益技术效果：
(1)上述技术方案提供的水凝胶具有良好的生物相容性，降解产物无毒易被人体吸收对人体具有良好的生理可接受性；
(2)上述技术方案提供的水凝胶内部含有环糊精分子,由于环糊精空腔可以与疏水性药物稳定结合，从而实现对疏水性药物的负载，克服传统水凝胶不能负载疏水药物的弊端；
(3)上述技术方案提供的水凝胶对疏水药物的负载量取决于水凝胶中环糊精的含量，可以通过调节环糊精的用量来控制水凝胶的载药量。
(4)上述技术方案采用的点击化学反应是一类反应条件温和，产物收率高，选择性好，副产物少，易于分离；
(5)上述技术方案提供的载药水凝胶，只有在酶的作用下才可将环糊精分解而释放出药物，因此该水凝胶负载药物的能力很稳定，因此具有良好的实际应用之价值。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1制备的水凝胶DPU-DWG1在含α-淀粉酶的PBS溶液中的药物释放情况。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如前所述，目前，疏水药物的输送和控制释放领域目前面临两方面急需解决的问题：其一是如何使亲水性载体材料能够负载足量的疏水药物分子对高疏水性药物的承载很难发挥作用(例如抗癌抗消炎药物川陈皮素、橘皮素、姜黄素等)；其二是如何使负载的疏水药物分子能够有效释放到周围环境中去。
有鉴于此，本发明的一个具体实施方式中，提供一种环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯(DPU)，其具有如下所示的分子结构式：
其中，m，n均取不为0的自然数，在本发明的一个具体实施方式中，n＝1～2；m＝65～270。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯(DPU)的制备方法，所述制备方法包括：
端异氰酸基聚乙二醇先与1,5-己二烯-3,4-二醇反应制备侧链含双键的端异氰酸基聚氨酯预聚物，然后再与单-6-O-氨基-β-环糊精反应进行封端即得DPU；
其中，端异氰酸基聚乙二醇的分子结构式如下：
本发明的又一具体实施方式中，上述端异氰酸基聚乙二醇的分子量控制为3000～12000；
本发明的又一具体实施方式中，1,5-己二烯-3,4-二醇与端异氰酸基聚乙二醇的摩尔比控制为1:1～3，进一步控制为1:1.5～2；
本发明的又一具体实施方式中，所述端异氰酸基聚乙二醇与1,5-己二烯-3,4-二醇在溶剂体系中进行反应，所述溶剂为有机溶剂，进一步优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；端异氰酸基聚乙二醇与1,5-己二烯-3,4-二醇在DMF中的浓度控制为0.3～0.5g/mL；为了提高反应速率，提高反应收率，在反应中加入催化剂，所述催化剂为锡类催化剂，包括但不限于二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡和二醋酸二丁基锡；加入量控制为上述反应物即端异氰酸基聚乙二醇与1,5-己二烯-3,4-二醇的总质量的0.1-0.5％；
本发明的又一具体实施方式中，上述制备侧链含双键的端异氰酸基聚氨酯预聚物反应过程控制温度为60-85℃；进一步优选为70-80℃，如70℃、72℃、75℃、78℃或80℃；反应时间控制为3～5h；具体的，可通过二正丁胺法测定-NCO含量达到理论值判断端异氰酸基聚乙二醇与1,5-己二烯-3,4-二醇反应的反应终点。
上述反应中单-6-O-氨基-β-环糊精的加入量控制为：-NH2与-NCO的摩尔比为1:0.5～2，优选为1:1；
本发明的又一具体实施方式中，上述反应中加入单-6-O-氨基-β-环糊精前先降温至10～15℃，搅拌状态下滴加单-6-O-氨基-β-环糊精的有机溶液，滴加完毕后维持温度反应至红外检测-NCO的特征吸收峰消失为止，约需1.5-2.5h；
本发明的又一具体实施方式中，有机溶液中溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，单-6-O-氨基-β-环糊精的浓度控制为0.2～0.3g/mL，优选为0.25g/mL。
本发明的又一具体实施方式中，DPU经分离提纯后获得；其中，所述提纯方法包括：用DMF将DPU溶液稀释；然后用冰乙醚(-6-1℃)进行沉降，抽滤，常温真空干燥至恒重。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯在制备含环糊精的聚氨酯水凝胶中的应用。
本发明的又一具体实施方式中，提供一种含环糊精的聚氨酯水凝胶，所述含环糊精的聚氨酯水凝胶，其制备方法包括：将DPU溶于有机溶剂中，再加入多巯基化合物，通过点击化学反应交联得到聚氨酯凝胶(DPU-G)，将上述凝胶浸于去离子水中并定期换水即得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG)。
本发明的又一具体实施方式中，所述有机溶剂为DMF，所述DPU在DMF溶液中的浓度为0.03～0.05g/mL；
本发明的又一具体实施方式中，所述多巯基化合物可以为四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯，加入量控制为：巯基与双键摩尔比为1:0.5～2，优选为1:1。
本发明的又一具体实施方式中，为提高反应速率和收率，上述点击化学反应中使用催化剂，所述催化剂为有机碱催化剂，进一步优选为N,N-二异丙基乙胺，用量为反应物总质量的0.05～0.5％，优选为0.1％；
本发明的又一具体实施方式中，上述点击反应可在常温下进行，因此反应温度可以为20-35℃；通过检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失来判断反应终点，反应时间控制为3-6h；
本发明的又一具体实施方式中，DPU-G在10倍体积去离子中的浸泡温度为室温，约20～25℃；
本发明的又一具体实施方式中，上述过程中的换水周期为开始每10h一次,后期为每24h一次，至红外检测去离子水中没有DMF特征吸收峰，约需5～7天。
本发明的又一具体实施方式中，提供含环糊精的聚氨酯水凝胶在医药领域中的应用。
本发明的又一具体实施方式中，所述应用包括将上述含环糊精的聚氨酯水凝胶作为药物载体的应用。
本发明的又一具体实施方式中，所述药物为高疏水性药物。
本发明的又一具体实施方式中，提供一种负载药物的聚氨酯水凝胶，其包括上述含环糊精的聚氨酯水凝胶，以及负载在上述含环糊精的聚氨酯水凝胶上的药物。
所述药物为高疏水性药物，其具体可用于抗菌、消炎、抗癌等，包括但不限于阿霉素、紫杉醇和姜黄素。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述负载药物的聚氨酯水凝胶的制备方法，所述制备方法包括：将DPU溶于已溶有药物的有机溶剂中，再加入多巯基化合物，通过点击化学反应交联得到载药聚氨酯凝胶(DPU-DG)，将上述凝胶浸于去离子水中并定期换水即得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-DWG)。
本发明的又一具体实施方式中，DPU-DG和DPU-DWG的制备条件与DPU-G和DPU-DWG相同。
本发明的又一具体实施方式中，所述有机溶剂为DMF，因此DPU在溶有药物的DMF中的浓度为0.03～0.05g/mL。
本发明的又一具体实施方式中，所述药物为高疏水性药物，其具体可用于抗菌、消炎、抗癌等，包括但不限于阿霉素、紫杉醇和姜黄素。
本发明的又一具体实施方式中，上述溶有药物的DMF溶液的药物浓度为3～20mg/mL。
本发明的水凝胶不仅具有良好的生物相容性，而且可以实现对高疏水性药物具有有效负载，由于环糊精为多糖类化合物，在体内可在酶的作用下分解，将药物释放出来，达到药物缓释的目的。
因此，本发明的又一具体实施方式中，提供一种药物缓释的方法，所述方法包括施用上述负载药物的聚氨酯水凝胶，在酶作用下，环糊精分解，将药物释放出来。
其中，所述酶包括能够用于降解环糊精的酶，如α-淀粉酶。
以下通过实施例对本发明做进一步解释说明，但不构成对本发明的限制。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
聚氨酯的制备：将90.00g双端异氰酸基聚乙二醇(分子量为3000g/mol)、1.71g 1,5-己二烯-3,4-二醇和0.18g辛酸亚锡溶于200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，油浴加热至75℃至恒温反应，至用二正丁胺法测定-NCO含量达到理论值，约3.5h。冷却至15℃后加入34.02g单-6-O-氨基-β-环糊精，维持温度反应，至检测体系中异氰酸根的红外吸收峰消失，约2h。反应完成后待体系恢复至室温，加入DMF溶液将环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯稀释至0.05g/mL,然后用十倍体积的冰乙醚(-6-1℃)进行沉降，抽滤，常温真空干燥至恒重，得到环糊精封端侧链含双键的聚氨酯(DPU1)。
水凝胶的制备：将20g DPU1溶于400mL DMF溶液中，再加入0.59g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N，N-二异丙基乙胺，常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到聚氨酯凝胶(DPU-G1)，将DPU-G1浸泡于500ml的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG1)。
载药水凝胶的制备：将20g DPU1溶于400mL浓度为10.00mg/mL的紫杉醇DMF溶液中，再加入0.59g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N,N-二异丙基乙胺，常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到载药聚氨酯凝胶(DPU-DG1)，将载药聚氨酯凝胶浸泡于500mL的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-DWG1)；
实施例2：
聚氨酯的制备：将90g双端异氰酸基聚乙二醇(分子量为3000g/mol)、2.05g 1,5-己二烯-3,4-二醇和0.18g二月桂二异丁基锡溶于200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，油浴加热至75℃至恒温反应，至用二正丁胺法测定-NCO含量达到理论值，约3.5h。冷却至15℃后加入27.22g单-6-O-氨基-β-环糊精，维持温度反应，至检测体系中异氰酸根的红外吸收峰消失，约2h。反应完成后体系恢复至室温，加入DMF溶液将环糊精封端侧链含双键的聚氨酯稀释至0.05g/mL,然后用十倍体积的冰乙醚(-6-1℃)进行沉降，抽滤，常温真空干燥至恒重，得到环糊精封端侧链含双键的聚氨酯(DPU2)。
水凝胶的制备：将20g DPU2溶于400mL DMF溶液中，再加入0.74g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N,N-二异丙基乙胺,常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到聚氨酯凝胶(DPU-G2)，将聚氨酯凝胶浸泡于300mL的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG2)。
载药水凝胶的制备：将20g DPU2溶于400mL浓度为8.59mg/mL的紫杉醇DMF溶液中，再加入0.74g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02gN,N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到载药聚氨酯凝胶(DPU-G2)，将载药聚氨酯凝胶浸泡于500mL的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-WG2)；
实施例3
聚氨酯的制备：将90g双端异氰酸基聚乙二醇(分子量为3000g/mol)、2.28g 1,5-己二烯-3,4-二醇和0.18g二月桂二异丁基锡溶于200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，油浴加热至75℃至恒温反应，至用二正丁胺法测定-NCO含量达到理论值，约3.5h。冷却至15℃后加入22.68g单-6-O-氨基-β-环糊精，维持温度反应，至检测体系中异氰酸根的红外吸收峰消失，约2h。反应完成体系恢复至室温，加入DMF溶液将环糊精封端侧链含双键的聚氨酯稀释至0.05g/mL,然后用十倍体积的冰乙醚(-6-1℃)进行沉降，抽滤，常温真空干燥至恒重，得到环糊精为封端侧链含双键的聚氨酯(DPU3)。
水凝胶的制备：将20g DPU3溶于400mL DMF溶液中，再加入1.49g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N，N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到聚氨酯凝胶(DPU-G3)，将聚氨酯凝胶浸泡于500ml的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG3)。
载药水凝胶的制备：将20g DPU3溶于400mL浓度为7.45mg/mL的紫杉醇DMF溶液中，再加入1.49g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.03gN,N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到载药聚氨酯凝胶(DPU-G3)，将载药聚氨酯凝胶浸泡于500mL的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-WG3)；
实施例4
聚氨酯的制备：将150.00g双端异氰酸基聚乙二醇(分子量为5000g/mol)、2.30g1,5-己二烯-3,4-二醇和0.18g辛酸亚锡溶于200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，油浴加热至75℃至恒温反应，至用二正丁胺法测定-NCO含量达到理论值，约3.5h。冷却至15℃后加入31.75g单-6-O-氨基-β-环糊精，维持温度反应，至检测体系中异氰酸根的红外吸收峰消失，约2h。反应完成后体系恢复至室温，加入DMF溶液将环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯稀释至0.05g/mL,然后用十倍体积的冰乙醚(-6-1℃)进行沉降，抽滤，常温真空干燥至恒重，得到环糊精为封端侧链含双键的聚氨酯(DPU4)。
水凝胶的制备：将20g DPU4溶于400mL DMF溶液中，再加入0.53g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N，N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到聚氨酯凝胶(DPU-G4)，将DPU-G4浸泡于500mL的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG4)。
载药水凝胶的制备：将20g DPU4溶于400ml浓度为2.60mg/mL的紫杉醇DMF溶液中，再加入0.53g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02gN,N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到载药聚氨酯凝胶(DPU-DG4)，将载药聚氨酯凝胶浸泡于500ml的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-DWG4)；
实施例5
聚氨酯的制备：将90.00g双端异氰酸基聚乙二醇(分子量为3000g/mol)、1.71g 1,5-己二烯-3,4-二醇和0.18g辛酸亚锡溶于200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，油浴加热至75℃至恒温反应，至用二正丁胺法测定-NCO含量达到理论值，约3.5h。冷却至15℃后加入34.02g单-6-O-氨基-β-环糊精，维持温度反应，至检测体系中异氰酸根的红外吸收峰消失，约2h。反应完成后体系恢复至室温，加入DMF溶液将环糊精封端侧链含双键的聚氨酯稀释至0.05g/mL,然后用十倍体积的冰乙醚(-6-1℃)进行沉降，抽滤，常温真空干燥至恒重，得到环糊精为封端侧链含双键的聚氨酯(DPU5)。
水凝胶的制备：将20g DPU5溶于400mL DMF溶液中，再加入0.59g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N，N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到聚氨酯凝胶(DPU-G5)，将DPU-G5浸泡于500ml的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG5)。
载药水凝胶的制备：将20g DPU5溶于400mL浓度为5mg/mL的紫杉醇DMF溶液中，再加入0.59g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N,N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到载药聚氨酯凝胶(DPU-DG5)，将载药聚氨酯凝胶浸泡于500ml的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-DWG5)；
实施例6
聚氨酯的制备：将90.00g双端异氰酸基聚乙二醇(分子量为3000g/mol)、1.71g1,5-己二烯-3,4-二醇和0.18g辛酸亚锡溶于200mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，油浴加热至75℃至恒温反应，至用二正丁胺法测定-NCO含量达到理论值，约3.5h。冷却至15℃后加入34.02g单-6-O-氨基-β-环糊精，维持温度反应，至检测体系中异氰酸根的红外吸收峰消失，约2h。反应完成后体系恢复至室温，加入DMF溶液将环糊精封端的侧链含双键的聚氨酯稀释至0.05g/mL,然后用十倍体积的冰乙醚(-6-1℃)进行沉降，抽滤，常温真空干燥至恒重，得到环糊精为封端侧链含双键的聚氨酯(DPU6)。
水凝胶的制备：将20g DPU6溶于400mL DMF溶液中，再加入0.59g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02g N，N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到聚氨酯凝胶(DPU-G6)，将DPU-G6浸泡于500mL的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到聚氨酯水凝胶(DPU-WG6)。
载药水凝胶的制备：将20g DPU6溶于400mL浓度为20.00mg/mL的紫杉醇DMF溶液中，再加入0.59g四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(cas:7575-23-7)和0.02gN,N-二异丙基乙胺的催化下常温反应至检测红外光谱中双键的特征吸收峰消失，约4h，得到载药聚氨酯凝胶(DPU-DG6)，将载药聚氨酯凝胶浸泡于500ml的去离子水中，在前三天每10h换一次水,后三天每24h换一次水，得到载药聚氨酯水凝胶(DPU-DWG6)；
效果验证
载药水凝胶的体外释放：将载有药物的水凝胶分别浸没在50mL含有α-淀粉酶和不含α-淀粉酶的PBS溶液中，置于转速为35r/min的摇床上，调节温度至37℃，每隔4h，取出2mL含释放药物的溶液，同时加入2mL不含药物的溶液，溶液中的药物含量可以通过紫外-可见分光光度计于特定波长处测得，根据标准曲线计算药物的累计释放量；
表1为水凝胶DPU-DWG1、DPU-DWG2、DPU-DWG3、DPU-DWG4、DPU-DWG5、DPU-DWG6经过浸泡之后的实际载药量，其中DPU-DWG1、DPU-DWG5、DPU-DWG6分别代表其水凝胶中环糊精含量等于、大于、小于药物总含量所制得的水凝胶。可以发现，其载药量与凝胶中环糊精的含量密切相关，随着凝胶中环糊精含量的提升，水凝胶的载药量也逐渐提高。此外还发现当使用的药物在DMF含量较高时，在制备载药水凝胶过程中，一部分药物会随着DMF释放出来，而最终凝胶中所含药物的量与环糊精的含量基本稳定在摩尔比1:1左右，这是由于药物含量高于环糊精含量，导致部分药物没有被包覆到环糊精的空腔内，伴随着水凝胶在PBS溶液中的溶胀作用而被释放出来。而所含药物的摩尔数小于凝胶中所含环糊精的摩尔数时，则没有药物释放出来。这说明高疏水药物可以进行环糊精的疏水空腔中，被环糊精包裹的药物不会随着外界溶剂(有机溶剂或水)的浸泡而释放出来，对药物的包裹比较稳定。因此环糊精的含量对药物的负载起决定性作用，可以通过调节水凝胶中环糊精的含量来控制水凝胶的载药量，以满足对用药量的不同需求。
表1：不同水凝胶的载药量
图1为水凝胶DPU-DWG1在含α-淀粉酶的PBS溶液中的药物释放情况。可以发现，在不含α-淀粉酶的PBS溶液中，水凝胶负载的药物几乎没有释放。而在含有α-淀粉酶的PBS溶液中，药物随着时间变化逐渐被释放出来，在5天后其药物释放量能够接近100％。这是因为被环糊精所包覆的药物不会随着水凝胶的溶胀而释放，而是在酶的作用下使环糊精分子(多糖)降解，破坏内部的空腔而将药物释放出来。这说该发明所制备的水凝胶药物释放稳定，只有在酶的作用下药物才会得到释放，随着时间得不断延长逐渐被人体中的酶所降解吸收，从而达到了药物缓释的目的。
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