[發(fā)明專利]一種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010164613.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN111286045A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于珊;耿志杰;紀(jì)禹行;劉群峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省醫(yī)療器械研究所
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08J3/24;C08L5/08;C08L5/04;A61K9/06;A61L26/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 林德強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠，是由多酚類物質(zhì)與富含羥基的水凝膠通過氫鍵交聯(lián)形成。這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠的制備方法包括以下步驟：1)將富含羥基的水凝膠基質(zhì)進(jìn)行交聯(lián)，得到凝膠；2)將凝膠浸泡在多酚類物質(zhì)的堿性溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)可得。這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠可以作為藥物載體或組織修復(fù)醫(yī)用材料。本發(fā)明這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度顯著提升，降解速率大幅度下降，綜合性能明顯提高，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠。

背景技術(shù)

水凝膠是一種在水中溶脹，并且可在高分子空隙中保留水分的網(wǎng)狀聚合物，在生物材料領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)共價(jià)化學(xué)交聯(lián)的水凝膠機(jī)械性能弱，在外力作用下容易產(chǎn)生永久性破裂，而且它們內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)單一，因此嚴(yán)重限制了水凝膠在組織修復(fù)中的應(yīng)用。

傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)水凝膠的力學(xué)性能差主要源于凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)缺乏相應(yīng)的能量耗散機(jī)制，而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)對(duì)于裂紋的擴(kuò)展具有很低的阻抗性。因?yàn)樵谕饬虞d下，水凝膠網(wǎng)絡(luò)中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生破壞，產(chǎn)生裂紋，能量會(huì)聚集在裂紋尖端得不到耗散，導(dǎo)致裂紋的擴(kuò)展直至整個(gè)水凝膠網(wǎng)絡(luò)的破裂。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)水凝膠存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠，本發(fā)明的目的之二在于提供這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠的制備方法，本發(fā)明的目的之三在于提供這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠的應(yīng)用。

本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思如下：多酚類物質(zhì)是植物次生代謝物中的一個(gè)大類，在各種植物中廣泛存在。多酚類物質(zhì)是一類含有酚羥基基團(tuán)的物質(zhì)統(tǒng)稱，因?yàn)楹写罅康牧u基，容易與富含羥基的單體/聚合物形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在材料領(lǐng)域有較為重要的應(yīng)用。為克服傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)水凝膠的力學(xué)性能差的問題，本發(fā)明提出的一種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠的方法。該方法有多酚類分子間π-π共軛增強(qiáng)，以及多酚類分子與單體/聚合物間氫鍵交聯(lián)增強(qiáng)的雙重作用機(jī)制，能夠顯著提高凝膠的機(jī)械性能。且由于多酚類物質(zhì)的抗氧化作用，能夠大幅度降低凝膠的降解速率。所以，本發(fā)明通過凝膠網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，引入能量耗散的第二重氫鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)出了力學(xué)性能優(yōu)異的新型水凝膠。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠，該水凝膠是由多酚類物質(zhì)與富含羥基的水凝膠通過氫鍵交聯(lián)形成。

優(yōu)選的，這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠中，多酚類物質(zhì)選自多巴胺、單寧酸、沒食子酸中的至少一種。在本發(fā)明一些優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，多酚類物質(zhì)選用單寧酸。

這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠中，富含羥基的水凝膠是指通過化學(xué)交聯(lián)或者物理交聯(lián)已經(jīng)成型的水凝膠。優(yōu)選的，富含羥基的水凝膠選自聚乙烯醇水凝膠、聚乙烯吡咯烷酮水凝膠、聚乙二醇水凝膠、雙鍵改性透明質(zhì)酸水凝膠、海藻酸鈉水凝膠、氧化改性葡聚糖水凝膠、雙鍵改性明膠水凝膠中的至少一種。

本發(fā)明提供了一種上述多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

1)將富含羥基的水凝膠基質(zhì)進(jìn)行交聯(lián)，得到凝膠；

2)將凝膠浸泡在多酚類物質(zhì)的堿性溶液中，交聯(lián)反應(yīng)，得到多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠。

這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠制備方法的步驟1)中，水凝膠基質(zhì)含有大量羥基活性基團(tuán)，優(yōu)選自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、雙鍵改性透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、氧化改性葡聚糖、雙鍵改性明膠中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選的，富含羥基的水凝膠基質(zhì)選自雙鍵改性透明質(zhì)酸、海藻酸鈉中的至少一種。

這種多酚類物質(zhì)氫鍵增強(qiáng)水凝膠制備方法的步驟1)中，交聯(lián)的方法可以是共價(jià)鍵交聯(lián)，或者是非共價(jià)鍵交聯(lián)。優(yōu)選的，步驟1)中，交聯(lián)的方法選自氫鍵交聯(lián)、希夫堿鍵交聯(lián)、雙鍵交聯(lián)、巰基-雙鍵交聯(lián)、離子交聯(lián)中的至少一種。其中，雙鍵交聯(lián)是指碳碳雙鍵交聯(lián)。