[發(fā)明專利]pH敏感、可自愈、可細胞黏附醫(yī)用水凝膠及其制備方法

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• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108530651A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設計）人: 但衛(wèi)華;白忠祥;但年華;陳一寧
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L5/04;C08L29/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種pH敏感、可自愈、可細胞黏附醫(yī)用水凝膠及其制備方法。所述水凝膠由3?氨基苯硼酸改性的海藻酸鈉與接枝了Ⅰ型膠原的羧基化聚乙烯醇按照一定的配比交聯(lián)而成。改性后的海藻酸鈉具有苯硼酸基團，能與聚乙烯醇的二醇之間形成超分子動態(tài)鍵，且這種超分子鍵具有pH敏感性，在酸性pH下發(fā)生斷裂，在堿性pH下重新生成，賦予水凝膠pH響應性和自修復性能。苯硼酸基團能與生物細胞膜上的糖脂或糖蛋白等糖類化合物結合，賦予水凝膠良好的細胞粘附性，對細胞的粘附增長有益。聚乙烯醇的引入提高了水凝膠的機械性能，而且可通過反復凍融的物理方法使聚乙烯醇分子鏈之間形成氫鍵，提高水凝膠的機械強度。本發(fā)明所制水凝膠主要原料海藻酸鈉、聚乙烯醇都具有良好的生物相容性，兼具pH響應性和自修復性，在藥物緩釋、傷口修復、組織工程等領域具有廣泛的用途。

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有pH敏感自修復性、細胞粘附性、良好的生物相容性的水凝膠及其制備方法，屬于生物醫(yī)用材料制備領域。

背景技術

水凝膠是一類具有三維網絡結構，有獨特吸水性和保水性的功能高分子材料。因其具有較好的生物相容性和仿生特點而備受關注，被廣泛用于傷口敷料、醫(yī)用藥物載體、生物傳感等領域。傳統(tǒng)的合成高分子水凝膠具有良好的力學性能，具有運載、輸送功能，但是不能根據(jù)受體的需要對藥物濃度進行控制，且在細胞粘附性和生物相容性等方面都存在一定缺陷，不能滿足人們對醫(yī)學發(fā)展的需求。因此，開發(fā)出新型的智能多功能水凝膠成為化學和醫(yī)學工作者的研究熱點。

自修復高分子材料是一種模仿生物體的自愈和能力而制備的智能材料，其受到外界損傷后具有自愈能力，可以有效的延長高分子材料的壽命而引起廣泛的關注。根據(jù)是否需要添加修復劑可以分為外加型和本征型兩種，外加型采用包覆法將修復劑填裝于高分子材料中，當材料內部發(fā)生破壞產生微裂紋時修復劑會釋放出來，發(fā)生化學反應達到自修的效果，但這類方法一般不能進行循環(huán)修復。而本征型自修復高分子材料普遍采用可逆化學反應實現(xiàn)自愈能力。

在生物工程醫(yī)學研究中，為了支撐周期性的負荷、修復皮膚或肌肉組織，理想的水凝膠應具有與天然組織相近的特性，如韌性和自愈性。另外，還應該具有良好的細胞相容性和組織粘附性，以促進材料與周圍組織整合。目前制備的醫(yī)用水凝膠其在功能多樣性方面還存在一定得缺陷，限制了其在醫(yī)用領域的應用。本發(fā)明制備的pH敏感、可自愈、可細胞黏附醫(yī)用水凝膠，具有多重功能，其中凝膠中的膠原分子鏈賦予材料良好細胞培養(yǎng)，組織再生性，且在止血方面具有良好效果。3-氨基苯硼酸與聚乙烯醇之間的超分子作用使材料擁有良好的自修復性能和pH敏感性，使水凝膠在智能載藥領域擁有良好的應用景。苯硼酸基團與生物細胞膜上的糖類化合物良好的結合能力，賦予水凝膠良好的細胞粘附性，使水凝膠更好的應用于組織修復。綜上所述，本發(fā)明制備的水凝膠在傷口敷料、藥物緩釋載體、組織工程修復等方面具有潛在的應用前景。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為生物醫(yī)學材料領域提供一種生物相容性好、兼具pH響應性、自修復性和可細胞粘附性的水凝膠材料，能夠應用到傷口敷料、藥物可控釋放、組織工程修復等領域。

本發(fā)明的目的可以由以下制備技術來實現(xiàn)，其制備方法步驟如下：

（1）3-氨基苯硼酸改性海藻酸鈉的制備：稱取一定質量的海藻酸鈉于反應釜中，加入pH為4.5~7.4的2-(N-嗎啡啉)乙磺酸（MES）緩沖液，配成質量濃度為1%~3%的溶液，然后將一定質量比例的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽（EDC）和N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）溶于上述海藻酸鈉溶液中，25℃下活化反應40min，再加入一定質量比例的3-氨基苯硼酸，25℃下繼續(xù)攪拌反應12~24h，然后裝入截留分子量為3000~3500Da或8000~12000Da的透析袋中，用蒸餾水透析3~5天后，取截留液在壓力0~20Pa、溫度-100~-30℃條件下冷凍干燥48~72h，即制得3-氨基苯硼酸改性的海藻酸鈉；