[發明專利]一種透明自粘附導電水凝膠的制備方法

在審

• 申請號: 202011329911.0
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112521629A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 白碩;王安河;韓青權
• 申請（專利權）人: 北京寧矩科技有限公司
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L39/06;C08L29/04;C08L79/02;A61K50/00
• 代理公司: 北京中譽至誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11858
• 代理人: 霍麗惠

一種透明自粘附導電水凝膠的制備方法,包括：步驟1：在去離子水中加入聚乙烯醇(PVA)配置得到PVA溶液；步驟2：在去離子水中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)配置得到PVP溶液；步驟3：在Tris?HCl緩沖液中加入多巴胺鹽酸鹽，制備聚多巴胺納米點(PDA NDs)溶液；步驟4：將PVA溶液、PVP溶液和聚多巴胺納米點(PDA NDs)溶液按比例混合均勻使用稀酸調至酸性，反應得到透明自粘附導電水凝膠。本發明解決了一般導電水凝膠不具備自粘附性和透明性的問題，且制備得到的導電水凝膠具有良好的生物相容性。

技術領域

本發明設計涉及材料合成技術領域，具體涉及一種透明自粘附導電水凝膠的制備方法，特別涉及一種具有高透明度、自粘附性、隨形性和生物相容性良好的導電水凝膠的制備方法。

背景技術

水凝膠是一種由親水性高分子或聚合物通過物理纏繞、化學作用力交聯形成三維網絡結構的材料，其本身具有良好的生物相容性和生物降解性。根據其是否具有功能性可將水凝膠分為非功能型水凝膠和功能型水凝膠，其中，將導電活性物質如碳納米材料、導電聚合物和貴金屬納米材料等與成膠基質復合，可得到具有導電能力的功能型水凝膠，導電水凝膠在生物傳感器、電容器和組織工程等方面均有廣泛應用。由Liu等提出的通過“軟硬”雙網絡得到的透明導電水凝膠具有很好的刺激響應能力，但其無法自粘附在皮膚上，需要借助其他裝置進行物理固定(Yanjun Liu,Wentao Cao,et al.Ultrasensitive WearableSoft Strain Sensors of Conductive,Self-healing,and Elastic Hydrogels withSynergistic“Soft and Hard”Hybrid Networks.ACS Appl.Mater.Interfaces 2017,9,25559-25570.)；在凝膠中引入多巴胺能很好地增強凝膠的導電能力(Meihong Liao,Pengbo Wan,et al.Wearable,Healable,and Adhesive Epidermal Sensors Assembledfrom Mussel-Inspired Conductive Hybrid HydrogelFramework.Adv.Funct.Mater.2017,27,1703852.)，同時賦予凝膠自粘附能力(ShuangLiang,Yinyu Zhang,et al.Paintable and Rapidly Bondable Conductive Hydrogelsas Therapeutic Cardiac Patches.Adv.Mater.2018,30,1704235.)，但這些凝膠都因此變得不透明，這限制它們的應用范圍；最近，Han等人提出使用過量過硫酸銨產生的自由基將聚吡咯-聚多巴胺團聚原位分散成小顆粒，使凝膠在老化過程中逐漸變成透明狀(Lu Han,Liwei Yan,et al.Transparent,Adhesive,and Conductive Hydrogel for SoftBioelectronics Based on Light-Transmitting Polydopamine-Doped PolypyrroleNanofibrils.Chem.Mater.2018,30,5561-5572.)，但過硫酸銨不具有生物相容性，且不斷產生的自由基同時會破壞物理交聯型的水凝膠，這使得該法存在一定局限性。

因此，如何通過簡便的方法得到具有良好生物相容性的透明自粘附導電水凝膠，仍需要提出進一步的解決方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作簡便的PVA-PVP-PDA NDs透明自粘附導電水凝膠的制備方法，凝膠以生物兼容性良好的線性聚合物PVA、PVP作為主要基質，并引入了透明的多巴胺(Dopamine)衍生物PDA NDs作為增強凝膠導電、粘附性的活性物質，該方法解決了一般導電水凝膠不具備自粘附性和透明性的問題，且所用材料都具有良好的生物相容性，制備過程不使用任何有機試劑、引發劑和交聯劑，也沒有產生對環境不友好的物質。

本發明所述制備PVA-PVP-PDA NDs透明自粘附導電水凝膠的方法，具體包括如下步驟：