[發(fā)明專利]一種仿生水凝膠及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110208743.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN112876699A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華威;王大平;趙月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08L29/04;C08L89/00;A61L27/26;A61L27/52
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 王鍇

本發(fā)明涉及醫(yī)藥材料領(lǐng)域，具體涉及一種仿生水凝膠及其應(yīng)用。仿生水凝膠按照如下步驟制備得到：將質(zhì)量濃度為2?15％的絲膠蛋白溶液與質(zhì)量濃度為8?15％的聚乙烯醇溶液按質(zhì)量比為1：(1?5)的比例混勻，在真空環(huán)境下，以轉(zhuǎn)速為100?185r/mi n的圓盤攪拌頭施加剪切作用，30?60mi n后得到聚乙烯醇/絲素蛋白復(fù)合溶液；將聚乙烯醇/絲素蛋白復(fù)合溶液在?20～?80℃下冷凍8?12h后，取出常溫解凍4?6h，重復(fù)冷凍?解凍步驟3?7次，得仿生水凝膠。本發(fā)明提供的仿生水凝膠具有與軟骨相似的各向異性排列，同時(shí)還具有很高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率以及良好的生物活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)藥材料領(lǐng)域，具體涉及一種仿生水凝膠及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

關(guān)節(jié)軟骨是一種特殊的結(jié)締組織，其上無血管、淋巴管和神經(jīng)，且具有代謝率低的生理功能特征，其特殊的解剖結(jié)構(gòu)決定了其自我修復(fù)能力非常有限，因此，目前治療關(guān)節(jié)軟骨損傷通常都是采用軟骨替代或修復(fù)材料來對(duì)關(guān)節(jié)軟骨進(jìn)行修復(fù)的。

水凝膠是一類能夠吸收并保有大量水分的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物，在聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中含有一部分疏水殘團(tuán)和親水殘基，親水殘基與水分子結(jié)合，將水分子連接在網(wǎng)狀內(nèi)部，而疏水殘基遇水膨脹保持一定的形狀。水凝膠具有良好的生物相容性、透氣性和細(xì)胞粘附性，因此被視為人體組織和器官的潛在替代物。但是，目前絕大多數(shù)的合成水凝膠還是各向同性凝膠，不具備像肌肉、軟骨、角膜和心臟瓣膜等人體組織在微觀尺度上的各向異性結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能。

因此，有必要提供一種具有各向異性的水凝膠。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的水凝膠是各向同性，不具備優(yōu)異的力學(xué)性能的缺陷，從而提供一種仿生水凝膠及其應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種仿生水凝膠，按照如下步驟制備得到：

將質(zhì)量濃度為2-15％的絲膠蛋白溶液與質(zhì)量濃度為8-15％的聚乙烯醇溶液，按照質(zhì)量比為1：(1-5)的比例混勻后，在真空環(huán)境下，以轉(zhuǎn)速為100-185r/min的圓盤攪拌頭施加剪切作用，30-60min后得到聚乙烯醇/絲素蛋白復(fù)合溶液；

將聚乙烯醇/絲素蛋白復(fù)合溶液在-20～-80℃下冷凍8-12h后，取出常溫解凍4-6h，重復(fù)冷凍-解凍步驟3-7次，得仿生水凝膠。

可選的，所述絲膠蛋白溶液按照如下步驟制備得到：

將干燥的絲膠蛋白固體溶于去離子水或磷酸緩沖溶液中，在室溫下溶解，得絲膠蛋白溶液。

可選的，所述施加剪切作用的步驟在37-45℃恒溫水浴中進(jìn)行。

本發(fā)明還提供一種如上述所有方案中任一項(xiàng)所述的仿生水凝膠在軟骨修復(fù)中的應(yīng)用。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明提供的仿生水凝膠，通過將絲膠蛋白溶液以及聚乙烯按特定比例混合后在真空環(huán)境下施加剪切力，使得其部分取向后再進(jìn)行凍融循環(huán)，結(jié)合了在真空下進(jìn)行的剪切力定向技術(shù)以及凍融循環(huán)技術(shù)，使得得到的仿生水凝膠具有與軟骨相近的各向異性排列，同時(shí)還具有很高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率以及良好的生物活性。

2.本發(fā)明提供的仿生水凝膠在軟骨修復(fù)中的應(yīng)用，由于本發(fā)明提供的仿生水凝膠的各向異性排列與軟骨相近，通過將其應(yīng)用在軟骨修復(fù)中，有利于軟骨損傷修復(fù)的進(jìn)行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。