[發明專利]一種海綿狀大孔聚乙烯醇水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201810356499.8
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108409988B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 朱晨輝;范代娣;馮瑞蕊;惠俊峰
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J9/26;C08J9/28;C08L29/04
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

本發明公開了一種新型海綿狀大孔聚乙烯醇水凝膠的制備方法，具體為：將聚乙二醇溶于聚乙烯醇溶液中后，通過降低溫度使混合溶液發生相分離，然后向已發生相分離的混合溶液中添加納米羥基磷灰石以穩定相分離體系。通過循環冷凍/熔融方法使水凝膠成型，洗滌出聚乙二醇和納米羥基磷灰石，獲得具有大孔結構的聚乙烯醇水凝膠。與不添加羥基磷灰石而僅通過循環冷凍/熔融方法制備的聚乙烯醇水凝膠相比，本發明所制備的水凝膠具有類似海綿的外觀及彈性、三維貫通的多孔結構，高孔隙率（孔徑為30~100μm），良好的機械性能及生物相容性。本發明中的海綿狀大孔聚乙烯醇水凝膠在生物醫用材料領域具有很大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及一種新型海綿狀大孔聚乙烯醇水凝膠的制備方法，屬于生物化工領域。

背景技術

水凝膠是通過化學或物理交聯產生的具有三維網絡結構的親水性聚合物。它能吸收大量水溶脹并保持一定的形狀。典型的水凝膠常常呈果凍狀，柔軟而且富有彈性。良好的吸水、保水及緩釋特性使其在組織工程，傷口敷料和藥物緩控釋等領域都展現了良好的應用前景。

制備水凝膠的材料可分為天然高分子材料和化學合成高分子材料兩大類，制備方法通常為物理交聯和化學交聯，其中物理交聯指通過離子鍵、氫鍵及疏水鍵相互作用使分子相互纏結而形成的網絡結構。物理交聯在自然界中非常普遍，尤其在維持生物大分子（如蛋白質、酶及核酸等）的三維空間結構、參與很多生物學反應過程均發揮著非常重要的作用。物理交聯常常是動態的、可逆的，對維護水凝膠的強度和韌性方面具有顯著作用。化學交聯是指運用化學交聯劑或光聚合、輻射聚合等技術，引發共聚或縮聚反應產生共價鍵從而形成的共價交聯網絡。與物理交聯方式相比，化學交聯形成的水凝膠力學強度好但韌性差，并且會引入其他物質，因此其生物相容性不如物理交聯方法制備的水凝膠。

聚乙烯醇是一種高分子親水性聚合物，由于其良好的水溶性及生物相容性而被廣泛研究用于生物醫學領域。聚乙烯醇溶液在低溫和室溫下反復冷凍-解凍，形成由氫鍵為主要作用的物理交聯，具有優異的機械性能。但該方法制備的水凝膠通常不具有大孔結構，限制了其應用范圍。

發明內容

本發明目的是提供一種具有大孔結構、孔隙率高、生物相容性優異的新型海綿狀大孔聚乙烯醇水凝膠及其制備方法。

本發明實現過程如下：

一種海綿狀大孔聚乙烯醇水凝膠的制備方法：向聚乙烯醇溶液加入聚乙二醇，攪拌至聚乙二醇充分溶解，于室溫靜置，當混合溶液由澄清變渾濁時，加入納米羥基磷灰石，攪拌，使納米羥基磷灰石均勻地分散在混合溶液中，將混合好的溶液轉移到模具中常溫放置，通過循環冷凍/熔融法制備成水凝膠，用去離子水洗滌除去聚乙二醇和納米羥基磷灰石以獲得具有大孔結構的聚乙烯醇水凝膠。

上述大孔聚乙烯醇水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）將聚乙烯醇溶解在85-98℃去離子水，得到質量體積比濃度為8-12%的聚乙烯醇溶液；

（2）將質量體積比濃度為3-10%的聚乙二醇溶液加至步驟（1）的聚乙烯醇溶液中，在常溫放置0.5-1 h；

（3）待聚乙烯醇和聚乙二醇澄清混合溶液變渾濁時，將納米羥基磷灰石以質量體積比濃度6-10%的含量溶于步驟（3）的聚乙烯醇和聚乙二醇混合溶液中；

（4）將步驟（3）混合溶液于常溫放置1-1.5 h；通過循環冷凍/熔融法制備成膠，其中冷凍溫度為-18℃至-20℃，熔融溫度為室溫，循環次數3-7次；

（5）將制備好的水凝膠在去離子水中除去聚乙二醇和納米羥基磷灰石，獲得海綿狀大孔聚乙烯醇水凝膠。

上述步驟（1）中，聚乙烯醇的分子量為80,000-120,000Da，醇解度大于99%。

上述步驟（1）中，將聚乙烯醇溶解在95℃去離子水中。