[發(fā)明專利]一種異質(zhì)多層結(jié)構(gòu)的水凝膠及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710499076.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107286359B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽禮亮;孫偉;趙雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上普博源（北京）生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C08J7/04
• 分類號(hào): C08J7/04;A61L27/52;A61L27/34
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;王春霞

本發(fā)明公開了一種異質(zhì)多層結(jié)構(gòu)的水凝膠及其制備方法。該制備方法包括如下步驟：制備含有水溶性二價(jià)陽離子鹽的具有光交聯(lián)特性的溫敏凝膠芯；將溫敏凝膠芯浸泡于海藻酸鈉水溶液中，經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)在其表面形成一層海藻酸鹽凝膠；海藻酸鈉水溶液含有光引發(fā)劑；將經(jīng)上述處理后的溫敏凝膠芯重復(fù)上一步驟，在其表面形成多層海藻酸鹽凝膠；將經(jīng)上述處理后的凝膠芯進(jìn)行光照射，經(jīng)光交聯(lián)反應(yīng)在溫敏凝膠芯與海藻酸鹽凝膠的界面處形成光交聯(lián)凝膠層；去除未光交聯(lián)反應(yīng)的溫敏凝膠芯即得。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，快速，數(shù)分鐘即可成型多達(dá)10層的水凝膠結(jié)構(gòu)；支持異質(zhì)材料分層結(jié)構(gòu)的快速成型；對(duì)細(xì)胞無損傷，多層凝膠結(jié)構(gòu)可支持細(xì)胞、大分子、小分子的裝載，具有廣闊應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種異質(zhì)多層結(jié)構(gòu)的水凝膠及其制備方法，屬于材料科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水凝膠材料是一類重要的生物醫(yī)用材料，在組織工程、藥物輸運(yùn)等領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用。分層或梯度形式的異質(zhì)水凝膠結(jié)構(gòu)在仿生組織構(gòu)建、藥物可控緩釋等方面起到了重要作用：體內(nèi)廣泛存在著異質(zhì)分層結(jié)構(gòu)，比如球狀的肺泡，管狀的血管、膽管、氣管，片狀的皮膚等組織均具有分層結(jié)構(gòu)；分層水凝膠結(jié)構(gòu)的逐層降解特點(diǎn)在藥物及分子釋放方面則表現(xiàn)著巨大潛力。

2008年，研究者首次報(bào)道了多層凝膠膜的成型(Nature.2008；452:76-79.)，它利用聚電解質(zhì)材料反復(fù)在堿性溶液中浸涂，達(dá)到在界面由外向內(nèi)逐層生成凝膠膜的效果。隨后，研究者陸續(xù)報(bào)道了基于酸堿度交聯(lián)(ACS Appl Mater Interfaces.2014,6(3):1872-1878.ACS Appl Mater Interfaces.2016,8(11):6880-6889.)、離子交聯(lián)(SoftMatter.2009,5(10):1987-1989.)等形式的分層凝膠結(jié)構(gòu)。這些方法能做到多達(dá)十幾層的分層凝膠結(jié)構(gòu)，主要集中在洋蔥式的球形、簡(jiǎn)單的圓柱形；它們基本局限于一種材料，只是通過分步涂覆或反應(yīng)，產(chǎn)生分層凝膠的效果；由于反應(yīng)條件為強(qiáng)酸強(qiáng)堿以及材料生物相容性的限制，它們?cè)诩?xì)胞直接包裹式的生物工程應(yīng)用場(chǎng)景中應(yīng)用較少。

異質(zhì)材料的分層結(jié)構(gòu)，特別是用以仿生血管網(wǎng)絡(luò)的分叉中空管結(jié)構(gòu)，在制備上依然存在較大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種異質(zhì)多層結(jié)構(gòu)的水凝膠及其制備方法，本發(fā)明利用交聯(lián)劑或交聯(lián)引發(fā)劑在相界面(固-液或固-固界面)可以進(jìn)行擴(kuò)散，從而激發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生并形成凝膠層；具體地，將離子交聯(lián)所依賴的離子裝載在可光交聯(lián)的固相(凝膠相)中，將光交聯(lián)所依賴的光引發(fā)劑裝載在可離子交聯(lián)的液相(溶膠相)中，二者接觸時(shí)，由于離子的擴(kuò)散，使得固-液界面在液相一側(cè)形成明顯的離子交聯(lián)凝膠；在光照的作用下，光引發(fā)劑產(chǎn)生自由基，由于自由基的擴(kuò)散，使得在原始的固相一側(cè)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，形成一層穩(wěn)定的光交聯(lián)凝膠；原始固相中未發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)的部分可以通過變溫處理溶解，產(chǎn)生空腔結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所提供的異質(zhì)多層結(jié)構(gòu)的水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備含有水溶性二價(jià)陽離子鹽的溫敏凝膠芯；

所述溫敏凝膠芯具有光交聯(lián)特性；

(2)將所述溫敏凝膠芯浸泡于海藻酸鈉水溶液中，經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)即在所述溫敏凝膠芯的表面形成一層海藻酸鹽凝膠；

所述海藻酸鈉水溶液中含有光引發(fā)劑；

(3)將經(jīng)步驟(2)處理后的所述溫敏凝膠芯重復(fù)步驟(2)，即在所述溫敏凝膠芯的表面形成多層所述海藻酸鹽凝膠；

(4)將經(jīng)步驟(3)處理后的所述凝膠芯進(jìn)行光照射，經(jīng)光交聯(lián)反應(yīng)即在所述溫敏凝膠芯與所述海藻酸鹽凝膠的界面處形成光交聯(lián)凝膠層；去除未進(jìn)行所述光交聯(lián)反應(yīng)的所述溫敏凝膠芯材料，即得到所述異質(zhì)多層結(jié)構(gòu)的水凝膠。

所述的制備方法中，步驟(1)中，所述水溶性二價(jià)陽離子鹽可為氯化鈣、硫酸鈣、氯化鋇、氯化鎂和硫酸鎂中至少一種；