[發(fā)明專利]一種多功能納米復(fù)合水凝膠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710903551.2
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107501446B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦海利;燕宇;從懷萍;劉萍;陳傳瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08F20/56
• 分類號: C08F20/56;C08F2/48;C08F2/44;C08K9/04;C08K3/08;C08J3/075
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開了一種多功能納米復(fù)合水凝膠的制備方法，首先將自由基引發(fā)劑與金屬納米材料以動態(tài)共價鍵的方式復(fù)合，獲得納米復(fù)合物；隨后所述納米復(fù)合物在可聚合單體的存在下，引發(fā)局部快速自由基聚合反應(yīng)，最終獲得納米復(fù)合水凝膠。與傳統(tǒng)水凝膠相比，本發(fā)明多功能納米復(fù)合水凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有一定的不連續(xù)性，從而使得其在水溶液中由于溶脹作用而發(fā)生降解。這種不連續(xù)的結(jié)構(gòu)，使得水凝膠較為柔軟，能夠通過26G注射器的針頭被注射出來。此外，本發(fā)明利用功能納米材料與自由基引發(fā)劑之間的可逆配位作用，在紅外光照射下，使得金屬與硫之間的配位鍵發(fā)生動態(tài)的結(jié)合和斷裂，從而使得斷裂的水凝膠達(dá)到自愈合的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多功能納米復(fù)合水凝膠的制備方法，屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水凝膠是水溶性聚合物鏈通過共價鍵或者非共價鍵的方式交聯(lián)形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的、含有大量水的軟材料。由于水凝膠的柔軟度與生物組織極為相似，因此其在組織工程中具有較為廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的水凝膠由于其零散且脆弱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得其機(jī)械性能較差、缺乏在生物方面應(yīng)用的潛能。2002年日本科學(xué)家T.Takehisa首次提出了納米復(fù)合水凝膠的概念，在水凝膠合成過程中，使用粘土片納米材料做為交聯(lián)劑形成水凝膠。這種將納米材料引入水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)制備出的新型水凝膠發(fā)生的是均勻聚合，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布均勻，擁有較高的機(jī)械性能。近些年來，隨著納米復(fù)合水凝膠的發(fā)展，越來越多的研究開始致力于其在生物領(lǐng)域的應(yīng)用，這類新型的水凝膠一般是作為生物活性分子儲存器及藥物傳遞涂層應(yīng)用于局部表面介導(dǎo)可控釋放體系，如傳遞各種小分子藥物、蛋白質(zhì)、核酸至表面附近細(xì)胞、組織等，從而逐漸成為生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。可控藥物釋放是生物醫(yī)學(xué)中諸如生物移植、組織工程及靶向藥物傳遞系統(tǒng)等的重要輔助手段。它不僅可以提供更高的藥效，同時可以增強(qiáng)生物分布，藥代動力學(xué)及改進(jìn)其藥物靶向性和選擇性。因此，可控獲得高質(zhì)量、多功能響應(yīng)性的納米復(fù)合水凝膠應(yīng)用于可控藥物釋放等生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有重大的意義。

近年來，由于納米復(fù)合水凝膠具有良好的生物相容性以及功能響應(yīng)性，國內(nèi)外越來越多的研究開始傾向于其在生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用，大部分都是以可注射、可降解的納米復(fù)合水凝膠為主要研究對象，這類水凝膠具有良好的生物相容性、生物可降解性，并且在某些方面和生物組織具有極高的相似度，被廣泛應(yīng)用在腫瘤治療、傷口愈合、藥物釋放等領(lǐng)域。目前新型的納米復(fù)合水凝膠制備技術(shù)主要包括高溫聚合、低溫聚合、光聚合等，這些聚合方式大部分是高分子鏈之間的通過離子鍵或者共價鍵的方式進(jìn)行的。但是由于制備條件中需要對交聯(lián)劑和引發(fā)劑的種類選擇以及聚合條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，這些方法一直難以得到廣泛應(yīng)用。因此發(fā)展一種簡單通用的方法制備具有多功能的納米復(fù)合水凝膠是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種多功能納米復(fù)合水凝膠的制備方法，以動態(tài)配位作用作為交聯(lián)方式，制備具有可注射性、可降解性、自修復(fù)性以及光熱性的納米復(fù)合水凝膠。

本發(fā)明多功能納米復(fù)合水凝膠的制備方法，首先將自由基引發(fā)劑與金屬納米材料以動態(tài)共價鍵的方式復(fù)合，獲得納米復(fù)合物；隨后所述納米復(fù)合物在可聚合單體的存在下，引發(fā)局部快速自由基聚合反應(yīng)，最終獲得納米復(fù)合水凝膠。

與傳統(tǒng)水凝膠相比，本發(fā)明多功能納米復(fù)合水凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有一定的不連續(xù)性，從而使得其在水溶液中由于溶脹作用而發(fā)生降解。這種不連續(xù)的結(jié)構(gòu)，使得水凝膠較為柔軟，能夠通過26G注射器的針頭被注射出來。此外，本發(fā)明利用功能納米材料與自由基引發(fā)劑之間的可逆配位作用，在紅外光照射下，使得金屬與硫之間的配位鍵發(fā)生動態(tài)的結(jié)合和斷裂，從而使得斷裂的水凝膠達(dá)到自愈合的目的。

本發(fā)明多功能納米復(fù)合水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：金屬納米材料的表面修飾

將功能修飾體加入金屬納米材料分散液中，室溫下超聲15s，得到表面修飾后的金屬納米材料分散液；