[發明專利]一種透明質酸-明膠/丙烯酰胺雙網絡水凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201510577288.3
• 申請日: 2015-09-13
• 公開（公告）號: CN105086001A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 高光輝;于哲;任秀艷
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C08L5/08
• 分類號: C08L5/08;C08L89/00;C08L33/26;C08J3/24;C08B37/08;C08F220/56;C08F222/38;C08F222/14;C08F222/20;C08J3/075
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司 22001
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明提供了一種透明質酸-明膠/丙烯酰胺雙網絡水凝膠及其制備方法，屬于高分子水凝膠技術領域。

背景技術

水凝膠（hydrogel）是一種以水為分散介質，通過共價鍵、氫鍵或范德華力等作用相互交聯構成三維高分子網絡結構的水凝膠。具有網狀交聯結構的水溶性高分子中引入一部分疏水基團和親水殘基，親水殘基與水分子結合，而疏水殘基遇到水膨脹形成聚合物.水凝膠具有良好的生物相容性，與疏水聚合物相比，固定在水凝膠中的生物分子活性能夠保持較長時間，同被固定化的酶或細胞相互作用弱很多，因此水凝膠在生物化學、醫學等領域有許多用途。

中國專利（CN104327311A）描述了一種透明質酸復合交聯水凝膠及其制備方法。該水凝膠結合透明質酸活性基團可作為化學修飾位點的特點及其聚陰離子電解質的特性，利用1,4-丁二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇、海藻酸鈉和明膠等物質具有的不同基團及不同的空間構象，同時與透明質酸進行復合交聯改性，并通過分析各種組分的比例，確定了交聯反應各組分的最佳配方，制備的透明質酸復合水凝膠分子量有了明顯的提高，特別是顯著地增加了其動力學粘度。該水凝膠分子量大、動力粘度大，具有較強的空間阻隔作用、潤滑作用，以及良好的生物相容性、穩定性好等優點，可用于組織填充材料、關節腔內潤滑劑和手術預防組織粘連材料。該專利說明了其透明質酸水凝膠的良好生物相容性和穩定性，但未提及力學性能。

中國專利（CN103435951A）描述了一種納米復合高分子雙網絡水凝膠及其制備方法。具體包括如下步驟：先將第一網絡單體、交聯劑和引發劑溶解于含納米粒子水分散液中，將得到的混合溶液倒入模具中加熱聚合，得到第一網絡水凝膠。將第二網絡單體、交聯劑和引發劑溶解于水中，再將第一網絡水凝膠放入該溶液中，溶脹24小時，然后加熱聚合，得到高強度納米復合高分子雙網絡水凝膠。所得水凝膠性能優越，通過納米增強，不但可提高雙網絡水凝膠的壓縮強度，而且還能保持其較高拉伸強度。此水凝膠有效的提高了力學性能，但未提及生物相容性。

中國專利（CN103467754A）描述了一種殼聚糖水凝膠及其制備方法，包括步驟：S1將殼聚糖溶于稀酸溶劑中，配制殼聚糖溶液；S2在氧化劑存在下，使所述殼聚糖溶液發生氧化還原反應，得到預聚體溶液；S3在酸性條件下，使所述預聚體溶液發生自交聯反應，得到殼聚糖水凝膠。本發明采用本體自交聯方法制備殼聚糖水凝膠，工藝簡單，獲得的殼聚糖水凝膠在具備良好的穩定性的同時，還保持了良好的生物相容性。此水凝膠保持了很好的生物相容性，但未提及其力學性能。

發明內容

為了解決已有技術存在的問題，本發明提供了一種透明質酸-明膠/丙烯酰胺雙網絡水凝膠的制備方法。

本發明的一種透明質酸-明膠/丙烯酰胺雙網絡水凝膠，其特征在于，其是通過第一網絡和第二網絡互穿構成的，所述的第一網絡是改性的透明質酸與明膠通過邁克爾加成反應交聯形成的水凝膠，第二網絡是丙烯酰胺化學交聯形成的水凝膠。

本發明的一種透明質酸-明膠/丙烯酰胺雙網絡水凝膠的制備方法的步驟和條件如下：

（1）改性透明質酸的制備

a.配制成質量分數為1-4%的透明質酸水溶液，用鹽酸調節透明質酸水溶液的pH至4~6，然后加入1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺和N-羥基琥珀酰亞胺，室溫下攪拌15~25min，然后加入半胱氨酸乙酯鹽酸鹽反應4~8小時,得到溶液；半胱氨酸乙酯鹽酸鹽：N-羥基琥珀酰亞胺：1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺：透明質酸的摩爾比為1~2:0.5~1:0.25~1:1；

b.把步驟a得到的溶液中加入甲基丙烯酸酐，用NaOH溶液調節pH至7.0~9.0，在2~6℃下反應20~48小時，透析5~7天，冷凍干燥，得到改性透明質酸固體；所述的甲基丙烯酸酐與步驟a的透明質酸的摩爾比為1~10:1；

（2）第一網絡水凝膠的制備

在步驟（1）中得到的改性透明質酸配制成水溶液，再與明膠水溶液、光引發劑混合到一起，室溫下避光攪拌20~30min，用紫外光照射20~40min，形成第一網絡水凝膠；所述的光引發劑為2-羥基-4'-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮和α-酮戊二酸中的一種；改性透明質酸水溶液的濃度為1g~4g/100mL;明膠濃度為2g~10g/100mL；改性透明質酸溶液與明膠溶液的體積比為4:1~16；所述的光引發劑用量與改性透明質酸的質量比為40:1~6；

（3）第二網絡水凝膠的制備