[發明專利]可快速固化的雙交聯水凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810918839.1
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN110818921B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 裴仁軍;陳紅;劉敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/075;C12N5/00;C08L5/00;C08L89/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發明公開一種可快速固化的雙交聯水凝膠及其制備方法與應用。所述制備方法包括：至少將結冷膠與甲基丙烯酸酐混合反應，獲得雙鍵修飾的結冷膠；至少將甲基丙烯酸縮水甘油酯與膠原混合反應，獲得雙鍵修飾的膠原；至少將所述雙鍵修飾的結冷膠與光引發劑及所述雙鍵修飾的膠原混合，并于二價離子浴中浸泡獲得離子交聯的水凝膠，之后進行光引發反應，獲得紫外光二次固化的雙交聯水凝膠。相較現有技術，本發明將甲基丙烯酸酐和甲基丙烯酸縮水甘油酯分別修飾在結冷膠和膠原上，獲得雙鍵修飾且可水溶的結冷膠和膠原，從而獲得可快速固化的雙交聯水凝膠，其固化時間短、內部孔隙分布均勻、生物相容性好，為干細胞的存活和增殖提供良好的三維支撐生存環境。

技術領域

本發明涉及一種雙交聯水凝膠，具體涉及一種三維的干細胞的培養，并促使所述干細胞進行增殖和分化的雙交聯水凝膠及其制備方法與應用，屬于組織工程材料制備技術領域。

背景技術

人體組織損傷、缺損會導致功能障礙。隨著科學技術的發展，組織工程已成為修復損傷組織的一種重要手段。組織工程是指運用工程學和生命科學的原理和方法，研究正常和病理條件下組織結構與功能的關系，開發生物替代品，修復、維持和改善組織功能；其基本策略為使用細胞、生物材料和生長因子，通過體外的培養與構建策略，重建組織結構和功能應用工程學和生命科學的原理，開發能夠恢復、維持或改善組織功能的生物替代品。

目前，組織工程主要思路是將功能相關的活細胞接種于細胞外基質替代物上，這種替代物能為細胞提供一個空間結構，細胞能夠在上面生長，通過體外培養一定時間后形成細胞與替代物的復合物，然后將得到的復合物移植到體內受損組織處，修復受損組織。近年來，組織工程的研究內容主要集中在開發研究生物材料、生長因子、種子細胞培養及細胞與支架材料的復合及塑形等方面。

目前組織工程中細胞接種的常用方法包括：細胞接種于支架材料上和細胞與材料共混成水凝膠支架，其中細胞與材料共混能更好的控制細胞的分布，而且在細胞粘附、增殖、遷移與立體結構方面有諸多優勢；此外通過控制共混水凝膠支架的形狀可以提高組織修復的精確度和準確度。但為了確保細胞的活性通常需要尋找具有較高生物相容性的材料。

干細胞具有高增殖率、多分化潛能以及低免疫原性等特性，是最理想的組織工程用種子細胞。組織工程常用的包埋細胞的水凝膠材料包括明膠、膠原、透明質酸、殼聚糖、海藻酸鹽、聚乳酸、聚己內酯等。高分子化合物具有較多的活性官能團，可以對其進行化學修飾，從而用不同的方法形成水凝膠，另外，通過調節水凝膠支架的性質，例如在水凝膠支架中摻雜細胞外基質，可能會增加細胞的黏附和趨化宿主細胞的遷移，同時也可能會增加種子細胞的分化能力。但多數人工合成高分子材料生物相容性低，降解不徹底，而天然的高分子材料降解速率較快，機械性能較差；因此，尋找生物相容性好以及可降解的材料作為三維培養細胞的支架尤為重要。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種可快速固化的雙交聯水凝膠及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

本發明的另一個目的在于提供所述可快速固化的雙交聯水凝膠的應用。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明實施例提供了一種可快速固化的雙交聯水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)至少將結冷膠與甲基丙烯酸酐混合反應，獲得雙鍵修飾的結冷膠；

(2)至少將甲基丙烯酸縮水甘油酯與膠原混合反應，獲得雙鍵修飾的膠原；

(3)至少將所述雙鍵修飾的結冷膠與光引發劑及所述雙鍵修飾的膠原混合，并于二價離子浴中浸泡獲得離子交聯的水凝膠，之后進行光引發反應，獲得紫外光二次固化的雙交聯水凝膠。

本發明實施例還提供了由前述方法制備的可快速固化的雙交聯水凝膠。

本發明實施例還提供了前述的可快速固化的雙交聯水凝膠于細胞培養或組織工程領域的用途。