[發明專利]具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠及其制備方法與及應用

有效

• 申請號: 202010983175.4
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112076350B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 孫勇;樊渝江;盧恭恭;徐楊
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A61L27/52
• 分類號: A61L27/52;A61L27/54;A61L27/46;C08B37/08
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 郭萍

1.具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠，其特征在于，該仿生礦化水凝膠由具有雙交聯高分子網絡結構的水凝膠以及均勻分布在該水凝膠的雙交聯高分子網絡上的類骨磷灰石組成，類骨磷灰石的Ca/P比為1.64～1.83；

所述具有雙交聯高分子網絡結構的水凝膠是具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料氧化自交聯以及具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料與具有氨基及羧基的高分子材料通過邁克加成反應形成的；

類骨磷灰石是以具有雙交聯高分子網絡結構的水凝膠中的雙交聯高分子網絡中的兒茶酚官能團與鈣離子絡合作為類骨磷灰石的成核位點生長形成的，類骨磷灰石是由納米級類骨磷灰石聚集形成的微米級類骨磷灰石團聚體；

所述具有氨基及羧基的高分子材料是I型膠原，所述具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料是結構式如式(Ⅰ)所示的多巴胺改性的透明質酸，多巴胺改性的透明質酸中多巴胺的接枝率為1％～50％，

所述具有雙交聯高分子網絡結構的水凝膠是具有氨基及羧基的高分子材料的溶液與具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料的溶液在pH＝6.8～8.5的條件下，按照具有氨基及羧基的高分子材料與具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料的質量比為的比例，多巴胺改性的透明質酸溶液氧化自交聯以及多巴胺改性的透明質酸溶液與I型膠原溶液通過邁克加成反應形成的反應形成的；

該仿生礦化水凝膠的制備方法包括以下步驟：

(1)將具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料溶解，將具有氨基及羧基的高分子材料溶液溶解，將所得具有氨基及羧基的高分子材料的溶液滴加至具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料的溶液中，在冰浴條件下充分混合，然后調節所得混合溶液的pH值至6.8～8.5，再立即轉移至模具中靜置至各組分充分交聯，得到具有雙交聯高分子網絡結構的水凝膠；

(2)將具有雙交聯高分子網絡結構的水凝膠用去離子水清洗，干燥去除表面的水分，然后浸沒在pH＝6.8～8.5的模擬體液中在無菌條件下于37℃孵育10～50天，將所得產物用水洗滌，得到具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠；在孵育期間，每間隔12～24h更換一次模擬體液，所述模擬體液為1×SBF～20×SBF。

2.根據權利要求1所述具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠，其特征在于，該仿生礦化水凝膠在冷凍干燥后，其中的類骨磷灰石的含量為45wt.％～90wt.％，余量為雙交聯網高分子絡結構；所述具有雙交聯高分子網絡結構的水凝膠中，雙交聯高分子網絡的含量為5～50mg/mL。

3.根據權利要求1或2所述具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠，其特征在于，微米級類骨磷灰石團聚體的粒徑為1.2～200μm。

4.根據權利要求1或2所述具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠，其特征在于，該仿生礦化水凝膠的壓縮模量至少為100kPa。

5.根據權利要求1所述具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠，其特征在于，步驟(1)中，將具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料用水溶解形成濃度為5～50mg/mL的具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料的溶液，將具有氨基及羧基的高分子材料用醋酸溶液溶解形成濃度為5～50mg/mL具有氨基及羧基的高分子材料的溶液。

6.根據權利要求1所述具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠，其特征在于，步驟(1)中，按照具有氨基及羧基的高分子材料與具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料的質量比為的比例將具有氨基及羧基的高分子材料的溶液滴加至具有羧基及兒茶酚官能團的高分子材料的液中。

7.權利要求1至6中任一權利要求所述具有納米-微米復合結構和高礦物質密度的仿生礦化水凝膠在制備顱骨修復材料中的應用。