[發明專利]一種低氧誘導水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201710954729.6
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN109666150B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王瑋;尚穎穎;劉文廣;譚寶玉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08G81/00;C08H1/06
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開一種低氧誘導水凝膠及其制備方法，利用甲基丙烯酸酐得到甲基丙烯酰化的明膠，引入雙鍵；利用香草醛上的醛基和甲基丙烯酰化的明膠上氨基反應將香草醛接枝上去，得到聚合物，利用該聚合物上的雙鍵能和帶巰基的透明質酸反應形成水凝膠，同時加入漆酶，構建一種低氧誘導水凝膠。同時本發明的優點在于制備方法簡單，反應條件溫和且具有可降解性。

技術領域

本發明屬于水凝膠技術領域，涉及一種低氧誘導水凝膠的材料合成及其制備方法，更具體地說，涉及一種接枝改性的明膠(Geln-MA-Van)及其制備方法，該聚合物能夠和漆酶作用形成低氧環境，能夠通過與帶巰基的透明質酸反應形成水凝膠。

背景技術

明膠作為一種生物可降解材料，由于其生物相容性，可降解性，廣泛的用于水凝膠的制備中，在這里，我們可以通過甲基丙烯酸酐對明膠進行改性，形成甲基丙烯酰化的明膠，在明膠上引入雙鍵結構，從而使其能夠與帶巰基的透明質酸反應成膠。在很多方面都可以得到很好的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種低氧誘導水凝膠及其制備方法，旨在通過帶雙鍵的明膠和帶巰基的透明質酸通過漆酶誘導構建一種能夠產生低氧的微環境。由于香草醛上的酚羥基可以在漆酶的作用下，消耗氧氣，產生一種低氧環境，在這里我們利用這點將香草醛接枝到甲基丙烯酰化的明膠上，從而構建一種低氧誘導水凝膠體系。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

一種低氧誘導水凝膠及其制備方法，以香草醛分散在無水乙醇中并加入到明膠的水溶液中，利用明膠的氨基和香草醛的醛基反應將香草醛接枝到明膠上，再將產物和帶巰基的透明質酸配制成水溶液并加入漆酶，室溫下靜置即可得到水凝膠；明膠為甲基丙烯酰化明膠。

而且，甲基丙烯酰化明膠按照下述步驟進行制備：將明膠使其在40℃水浴下攪拌至完全溶解，加入極少量的氫氧化鈉；然后量取二甲基甲酰胺(DMF)緩慢加入明膠溶液中，攪拌混合均勻后加入甲基丙烯酸酐，之后40℃下攪拌反應2h。在反應結束后，將反應溶液倒入無水乙醇中攪拌沉降，倒掉清液，留下沉降物并剪成小塊，加入少量無水乙醇進一步攪拌，抽濾干燥，將干燥后的產物溶于適量的去離子水中，完全溶解后放入凍干機中凍干，得到白色泡沫塑料狀甲基丙烯酰化明膠，具體參考Lee B H,Shirahama H,Cho N J,etal.Efficient and Controllable Synthesis of Highly Substituted GelatinMethacrylamide for Mechanically Stiff Hydrogels[J].Rsc Advances,2015,5(128):106094-106097。在制備甲基丙烯酰化的明膠中，溫度過低，明膠不能夠溶解于水中，未能發生反應。而當溫度過高時，甲基丙烯酸酐在高溫下不穩定，容易分解，因此選擇最佳的反應溫度為40—45度；考察 Geln-MA的制備反應時間，反應時間過短，可能會使產物的枝化程度不高；反應時間過長，可能會使產物過度枝化而相互交聯，繼而影響最終產物的性能，因此選擇的反應時間為2—3小時；明膠和甲基丙烯酸酐的含量會影響所需最終產物的形成與性能，因此選擇的明膠的含量為4g，甲基丙烯酸酐的含量為290μl。

而且，利用明膠的氨基和香草醛的醛基反應將香草醛接枝到明膠上，之后用丙酮沉淀，將沉淀放入真空干燥箱中20—24h，即得到產物(Geln-MA-Van)，香草醛和明膠的質量比為1：(1—5)，優選1：(2—5)，反應溫度為35—38攝氏度，反應時間為40—80h，優選60—74h。

而且，將明膠和香草醛反應產物、帶巰基的透明質酸配制成水溶液，固含量為10—30wt％，優選15—25wt％，明膠和香草醛反應產物(Geln-MA-Van)的雙鍵(碳碳雙鍵) 和帶巰基的透明質酸的巰基為等摩爾比；固含量為明膠和香草醛反應產物、帶巰基的透明質酸的質量之和/(明膠和香草醛反應產物、帶巰基的透明質酸和水的質量之和)。

而且，漆酶在水溶液中加入量為20—25U/mL。