[發明專利]基于天然高分子與合成高分子復合的多重響應水凝膠的制備方法

在審

• 申請號: 202011058732.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112175144A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 朱申敏;陳天星;李堯;陶杰;沈潔清
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/54;C08F220/06;C08F222/38;C08F2/44;C08K3/08;A61K47/32;A61K47/38;A61K38/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種基于天然高分子與合成高分子復合的多重響應水凝膠的制備方法，包括以下步驟：(1)利用酸水解的方法從植物原料制備CNC溶液；(2)往CNC溶液中，引入不同價態的金屬離子，在一定的條件下原位合成納米顆粒，得到CNC負載納米顆粒膠體溶液；(3)往步驟(2)所得膠體溶液中加入高分子單體、引發劑、交聯劑和催化劑，反應，即制得目的產物。與現有技術相比，本發明以天然高分子CNC溶液為原料，光熱轉化性能納米顆粒的原位生長為基礎，通過加入不同含量、不同種類的聚合物，可以實現具有較好力學性能的多重響應水凝膠的制備。

技術領域

本發明屬于凝膠材料技術領域，涉及一種基于天然高分子與合成高分子復合的多重響應水凝膠的制備方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，人們對水凝膠的需求量越來越大，對其具備的功能的要求也越來越高。響應性水凝膠能夠對外界的刺激(溫度、pH、電場、離子濃度等)做出響應而引起人們極大的關注，如溫度響應性水凝膠可以隨著溫度的變化而經歷從液體到凝膠的轉變，它們可以與細胞或藥物混合并以液體形式注射到組織或損傷部位，隨后轉化成凝膠，用作組織工程支架或藥物控釋載體；pH響應的水凝膠通常含有氨基或羧基，這可以賦予水凝膠以可變的溶解性，有利于藥物的加載、控制釋放和靶向釋藥。但是單一響應性水凝膠越來越難以滿足一些如藥物控制釋放、生物傳感器等領域的特殊應用要求,研究開發能同時對兩種或兩種以上外界刺激信號產生響應的智能水凝膠已成為智能型材料研究的熱點。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于天然高分子與合成高分子復合的多重響應水凝膠的制備方法，并應用于可控藥物緩釋。通過負載具有光熱效應納米顆粒的CNC溶液為原料，通過加入不同含量、不同種類的響應聚合物，實現多重響應智能水凝膠的制備，并且由于天然高分子的存在，而使得到水凝膠的力學性能大大增強。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種基于天然高分子與合成高分子復合的多重響應水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用酸水解的方法從植物原料制備CNC溶液；

(2)往CNC溶液中，引入不同價態的金屬離子，在一定的條件下原位合成納米顆粒，得到CNC負載納米顆粒膠體溶液；

(3)往步驟(2)所得膠體溶液中加入高分子單體、引發劑、交聯劑和催化劑，反應，即制得目的產物。

步驟(1)中，酸水解所用的酸為硫酸或鹽酸，其具體步驟為：取植物原料加入質量比1:1的強酸和去離子水的混合溶液中，加熱至65℃水解1-2h，再加去離子水稀釋，靜置，離心，透析，超聲，即得到CNC溶液。

所述的植物原料富含纖維素，包括棉、麻、濾紙、木漿、紙漿、微晶纖維素和細菌纖維素中的一種或幾種。植物原料加入混合溶液中的量為將植物原料完全浸沒在混合溶液中。

步驟(2)中，引入的金屬離子為Ag⁺，AuCl₄^-，Fe³⁺中的一種或幾種，分別來源于AgNO₃，HAuCl₄·4H₂O，和FeCl₃·6H₂O。引入的金屬離子的量為使原位合成得到的CNC負載納米顆粒膠體溶液中CNC與金屬納米顆粒的質量比為10～20:1原位合成的方法為：將AgNO₃，HAuCl₄·4H₂O，和FeCl₃·6H₂O中的一種或幾種，加入CNC溶液中，在冰水浴下反應15min，得到CNC負載納米顆粒膠體溶液。