[發(fā)明專利]一種多巴胺介導(dǎo)的聚吡咯導(dǎo)電水凝膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811364797.8
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109575318B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寧成云;胡詩遷;周蕾;陳俊祺;姚甜甜;王珍高;于鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L51/08;C08L79/04;C08K5/18;C08F289/00;C08F220/56;C08F2/48;C08G73/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，公開了一種多巴胺介導(dǎo)的聚吡咯導(dǎo)電水凝膠及其制備方法。將甲基丙烯酸酐改性明膠和丙烯酰胺單體溶解于磷酸鹽緩沖液中，然后加入光引發(fā)劑，在紫外光照下引發(fā)聚合，得到改性明膠?聚丙烯酰胺雜化水凝膠，然后將所得雜化水凝膠浸泡于含有吡咯單體和鹽酸多巴胺的水溶液中，滴加過氧化劑攪拌反應(yīng)，得到聚吡咯導(dǎo)電水凝膠。本發(fā)明聚吡咯導(dǎo)電水凝膠是由多巴胺介導(dǎo)、吡咯原位生長在水凝膠上而制備獲得，兼具水凝膠和導(dǎo)電聚合物的特征，具有生物相容性好，電學(xué)性能優(yōu)異且穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，有望用于神經(jīng)修復(fù)、心肌組織再生、皮膚修復(fù)等組織工程修復(fù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種多巴胺介導(dǎo)的聚吡咯導(dǎo)電水凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)電水凝膠廣泛用于組織工程材料、生物傳感器、超級電容器、染料和電池等研究領(lǐng)域。其結(jié)合了水凝膠和導(dǎo)電物質(zhì)的雙重特性，兼具優(yōu)異的電學(xué)性能和良好的生物相容性，有望作為理想的生物醫(yī)用材料，成為組織工程材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，尤其是在對電性號敏感組織修復(fù)和再生方面，例如皮膚、心肌組織、神經(jīng)。

導(dǎo)電水凝膠通常是由導(dǎo)電成分如碳納米管、導(dǎo)電聚合物、金屬納米粒子等分散在水凝膠基體中制備而成，其中，導(dǎo)電聚合物以其簡單、低廉的特點(diǎn)備受關(guān)注。而納米材料在隨機(jī)分散在水凝膠基材中時，存在易團(tuán)聚、分散不均勻等缺點(diǎn)，導(dǎo)致制備的導(dǎo)電水凝膠的導(dǎo)電聚合物部分呈現(xiàn)不連續(xù)性，繼而導(dǎo)致其電學(xué)性能降低及力學(xué)性能不穩(wěn)定。

聚吡咯，作為導(dǎo)電高分子之一，以其良好的生物相容性和穩(wěn)定的電學(xué)性質(zhì)備受關(guān)注，但是，其作為剛性高分子鏈，存在不溶、不易加工的性質(zhì)，導(dǎo)致其應(yīng)用受限。多巴胺作為兒茶酚胺衍生物的一種，已被報(bào)道在堿性條件下易氧化-自聚合形成聚多巴胺膜，用于多功能的涂層材料的研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種多巴胺介導(dǎo)的聚吡咯導(dǎo)電水凝膠的制備方法。本發(fā)明方法采用原位生長的方法，利用生物分子多巴胺摻雜和分散，來提高聚吡咯的親水性和電學(xué)性質(zhì)，介導(dǎo)聚吡咯在水凝膠基材上成核，來制備兼具導(dǎo)電性能和良好的生物相容性的導(dǎo)電水凝膠。該方法制備的導(dǎo)電水凝膠無需對導(dǎo)電聚合物進(jìn)行表面改性，且能提供連續(xù)的導(dǎo)電通路用于提高電子傳輸效率，同時導(dǎo)電聚合物作為第二網(wǎng)絡(luò)的存在，可以提高水凝膠的力學(xué)性能。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的聚吡咯導(dǎo)電水凝膠。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種多巴胺介導(dǎo)的聚吡咯導(dǎo)電水凝膠的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)將甲基丙烯酸酐改性明膠和丙烯酰胺單體溶解于磷酸鹽緩沖液(PBS)中，然后加入光引發(fā)劑，在紫外光照下引發(fā)聚合，得到改性明膠-聚丙烯酰胺雜化水凝膠；

(2)將步驟(1)所得改性明膠-聚丙烯酰胺雜化水凝膠浸泡于含有吡咯單體和鹽酸多巴胺的水溶液中，然后滴加過氧化劑攪拌反應(yīng)，得到聚吡咯導(dǎo)電水凝膠。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述甲基丙烯酸酐改性明膠通過如下方法制備得到：

將甲基丙烯酸酐滴加到明膠的磷酸鹽緩沖溶液中，充分反應(yīng)3～12h，轉(zhuǎn)移至透析袋中透析5～8d，2000～4000r/min下離心沉淀，冷凍干燥，得到甲基丙烯酸酐改性明膠。改性過程中，明膠與甲基丙烯酸酐的質(zhì)量體積為5:(3～6)g/mL。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述甲基丙烯酸酐改性明膠和丙烯酰胺單體的質(zhì)量比為1:(0.5～2)。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述溶解于磷酸鹽緩沖液中的溫度為45～60℃。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述光引發(fā)劑為Irgacure2959，光引發(fā)劑的加入量為0.5～1.0％(w/v g/mL)。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述聚合時間為30～120s。