[發明專利]一種高強度γ-PGA改性PVA復合水凝膠的制備方法

在審

• 申請號: 202011381847.0
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112625265A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 高春霞;吳海林;朱沛志
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;A61L27/52;A61L27/26;A61L27/50;C08L29/04;C08L77/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

本發明公開了生物醫用材料技術領域的一種高強度γ?PGA改性PVA復合水凝膠的制備方法，首先制備物理交聯的PVA水凝膠，然后將PVA水凝膠用一定濃度的γ?PGA水溶液處理一段時間后即得到改性的PVA復合水凝膠。本發明工藝簡單易行，相比于未改性的PVA水凝膠，γ?PGA改性PVA復合水凝膠的拉伸強度從0.13±0.1 MPa提高到了16.69±0.5 MPa，約130倍；斷裂伸長率由原來的244±10%提高到了511±20%。本發明制備的PVA復合水凝膠具有優異的力學性能、好的穩定性及良好的生物相容性，在軟骨修復等生物醫學領域具有極大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及生物醫用材料技術領域，特別涉及一種水凝膠材料的制備方法。

背景技術

水凝膠材料作為一種生物醫用材料，由于具有與生物本體相似的組織結構和性能而受到廣泛的關注，在組織工程、創傷敷料、軟骨修復和藥物輸送等領域顯示了巨大的應用潛力。在各種合成及天然的高分子材料中，聚乙烯醇（PVA）作為一種由美國食品和藥物管理局（FDA）檢驗認證的高分子材料，具有良好的親水性、生物可降解及生物相容性等特性，已經成為研究最多的水凝膠材料之一。和大多數水凝膠材料面臨的問題一樣，力學強度、韌性不足和穩定性差是限制PVA實際應用的關鍵原因。為了提高PVA的力學性能及穩定性，各種物理及化學交聯的方法已經被廣泛地研究。循環凍融是應用最為廣泛的PVA水凝膠物理交聯的方法，但該方法制備的水凝膠力學性能提升幅度較小，作為軟骨修復應用仍達不到要求；化學交聯效果顯著，但存在交聯度不可控、交聯不均勻和交聯劑有毒的缺點。因此，從實際應用的角度出發，開發一種簡單高效的、可以制備高強度PVA水凝膠的制備方法是十分有必要的。

發明內容

本發明的目的是克服現有的PVA水凝膠在實際應用中的強度不足及穩定性差等缺陷，提供一種高強度γ-PGA改性PVA復合水凝膠的制備方法，使獲得的PVA水凝膠具有優異的力學性能、好的穩定性和良好的生物相容性。

本發明的目的是這樣實現的：一種高強度γ-PGA改性PVA復合水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備PVA水凝膠：將聚乙烯醇（PVA）粉末在加熱攪拌條件下溶解在去離子水中，再將PVA水溶液倒入模具中，經過冷凍、解凍得到物理交聯的PVA水凝膠；

（2）γ-PGA改性PVA復合水凝膠：將γ-聚谷氨酸（γ-PGA）在室溫下溶解在去離子水中，攪拌混合均勻得到γ-PGA水溶液，再將步驟（1）的PVA水凝膠浸泡在γ-PGA水溶液中，得到γ-PGA改性的PVA復合水凝膠。

優選地，步驟（1）中所述PVA的分子量為11萬~13萬，加熱溫度為95℃~100℃，攪拌時間40~60 min。

進一步地，步驟（1）中所述PVA水溶液中PVA的質量分數為10~20wt%，優選為14wt%。

進一步地，步驟（1）中所述冷凍時間為20~26 h，解凍時間為20~26 h，優選為冷凍、解凍時間各24 h。

進一步地，步驟（2）中所述γ-PGA分子量為70萬~200萬，γ-PGA水溶液中γ-PGA的質量分數為2.5~30wt%，優選的γ-PGA的質量分數為20wt%。

進一步地，步驟（2）中所述浸泡處理的時間為6~48 h，優選時間為24 h。