[發明專利]具有微流通道的水凝膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210086433.4
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103357072A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 蔣興宇;慕軒;肖樂;張偉;鄭文富
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/52;A61L27/50;A61L29/12;A61L29/14;C12Q1/02;G01N33/50
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 劉丹妮

1.一種具有微流通道的水凝膠，包括水凝膠基底層和與其鍵合的水凝膠結構層，所述水凝膠結構層與水凝膠基底層鍵合的表面上設有微流凹槽，所述微流凹槽與所述水凝膠基底層共同形成供流體流通的微流通道，所述水凝膠結構層或水凝膠基底層背離鍵合的另一個表面上在對應于所述微流通道的兩個端口的位置處分別設有穿孔以形成所述微流通道的通道入口和通道出口，其特征在于，所述水凝膠基底層和水凝膠結構層均由含有藻酸鈉和纖維狀蛋白的水凝膠制成，所述水凝膠中還含有堿土金屬鹽，所述水凝膠基底層和水凝膠結構層通過纖維狀蛋白形成的蛋白纖維相鍵合。

2.根據權利要求1所述的具有微流通道的水凝膠，其特征在于，所述纖維狀蛋白為膠原蛋白、纖維蛋白原和蠶絲蛋白；優選地，所述膠原蛋白為I型、II型、III型、V型、XI型、XXIV型和XXVI型膠原蛋白。

3.根據權利要求1或2所述的具有微流通道的水凝膠，其特征在于，所述微流通道的寬為20～1000μm，高為20～1000μm，更為優選地，所述微流通道的寬為200～400μm，高為200～400μm。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的具有微流通道的水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

1)將含有藻酸鈉和纖維狀蛋白的水凝膠預聚物通入預先制備好的第一模具上，所述第一模具上設有凸起，使纖維狀蛋白固化成水凝膠，再將堿土金屬鹽水溶液加入固化后的水凝膠表面，使藻酸鈉固化交聯，形成具有與第一模具上的凸起相適配的微流凹槽的水凝膠，優選地，所述堿土金屬鹽水溶液為氯化鈣水溶液、氯化鍶水溶液或氯化鋇水溶液，優選地，所述藻酸鈉在水凝膠預聚物中的重量百分比含量為1～6％，更優選地，所述微流凹槽的寬為20～1000μm，高為20～1000μm，再優選地，所述微流通道的寬為200～400μm，高為200～400μm；

2)在預先制備好的第二模具上加上圍欄，所述第二模具為通入含有藻酸鈉和纖維狀蛋白的水凝膠預聚物，形成水凝膠基底層預聚物，優選地，所述藻酸鈉在水凝膠預聚物中的重量百分比含量為1～6％；

3)將步驟1)制得的水凝膠結構層的設有微流凹槽的表面置于步驟2)制得的水凝膠基底層預聚物上，使纖維狀蛋白固化成固化水凝膠基底層，使水凝膠結構層和水凝膠基底層中的纖維狀蛋白形成的蛋白纖維相鍵合；

4)再將堿土金屬鹽水溶液加入步驟3)制得的相鍵合的水凝膠結構層和水凝膠基底層中，使水凝膠基底層中的藻酸鈉固化交聯，形成具有微流通道的水凝膠，再將其從模具中取出，即得；優選地，所述堿土金屬鹽水溶液為氯化鈣水溶液、氯化鍶水溶液或氯化鋇水溶液，更優選地，所述微流凹槽的寬為20～1000μm，高為20～1000μm，更為優選地，所述微流通道的寬為200～400μm，高為200～400μm。

5.根據權利要求4所述的具有微流通道的水凝膠的制備方法，其特征在于，當形成通道入口或通道出口的穿孔設于水凝膠結構層上時，或在將所述水凝膠結構層從第一模具中取出前，還包括在步驟1)制得的設有微流凹槽的水凝膠結構層的預設計處用平頭針或打孔器制作兩個圓形穿孔，形成通道入口和通道出口，制得水凝膠結構層的步驟；或當形成通道入口或通道出口的穿孔設于水凝膠基底層上時，所述第二模具的預設計處設有兩個圓柱體，以使通入水凝膠預聚物后形成通道入口和通道出口。

6.根據權利要求4或5所述的具有微流通道的水凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟1)和2)中，所述纖維狀蛋白的濃度均為1～6mg/mL；優選地，所述纖維蛋白為膠原蛋白、纖維蛋白原和蠶絲蛋白；更優選地，所述膠原蛋白為I型、II型、III型、V型、XI型、XXIV型和XXVI型膠原蛋白。

7.根據權利要求4至6中任一項所述的具有微流通道的水凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟1)和2)中，均于25～37℃下，放置15～40分鐘固化成水凝膠，優選地，于37℃下，放置20分鐘固化成水凝膠。

8.根據權利要求4至7中任一項所述的具有微流通道的水凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟1)中，將10～90mM的堿土金屬鹽溶液加入固化的水凝膠表面，放置15～35分鐘，固化交聯，優選地，所述堿土金屬鹽水溶液的濃度為60mM。