[發明專利]壓電水凝膠的制備方法及產品

有效

• 申請號: 202110350059.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113304324B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 汪建新;吳佳杭;王瑩瑩;白家繁;勞成文
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: A61L27/52
• 分類號: A61L27/52;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/26
• 代理公司: 成都擎智秉業專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

本發明壓電水凝膠的制備方法包括以下步驟：步驟1：將力學性能和生物相容性兼具的基體材料溶解在90℃的水溶液里形成溶液A；將壓電材料溶解在75℃的二甲亞砜溶液里形成溶液B；步驟2：將步驟1得到的溶液A和B迅速混合并倒入模具中，之后放入?20℃的冰箱里進行冷凍，冷凍解凍循環操作三次后得到壓電凝膠；步驟3：將步驟2得到的壓電水凝膠解凍后，放入乙醇梯度溶液里進行脫水和去除殘留二甲亞砜得到壓電水凝膠產品。本發明可以適應不同缺損部位的力學強度，最后通過水凝膠模擬的生理微環境與壓電刺激的共同作用來達到修復缺損部位的目的。本發明還公開了上述方法制備的壓電水凝膠產品。

技術領域

本發明涉及水凝膠技術領域，具體涉及一種壓電水凝膠的制備方法及產品。

背景技術

水凝膠，作為一種內部結構和生物組織極其相似的材料，已經在生物醫學工程上得到了廣泛的應用，諸如作為人工皮膚、生物傳感器以及組織工程中的支架材料等。特別是在組織工程中的自修復領域中，水凝膠憑借其內部獨特的網絡孔徑結構，提供細胞遷移、生長和繁殖等生理微環境，從而達到了促進組織修復等目的。但是單純的水凝膠因為其力學較差，修復作用單一，限制了其在一些特殊組織中的應用，諸如在骨和軟骨缺損這一領域。因此制備一種力學性能優異且具有刺激組織細胞生長、繁殖作用的智能水凝膠具有重要意義。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種壓電水凝膠的制備方法及其產品，以解決現有技術中水凝膠力學性能差、修復作用單一的技術問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種壓電水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將力學性能和生物相容性兼具的基體材料溶解在90℃的水溶液里形成溶液A；將壓電材料溶解在75℃的二甲亞砜溶液里形成溶液B；

步驟2：將步驟1得到的溶液A和B迅速混合并倒入模具中，之后放入-20℃的冰箱里進行冷凍，冷凍解凍循環操作三次后得到壓電凝膠；

步驟3：將步驟2得到的壓電水凝膠解凍后，放入乙醇梯度溶液里進行脫水和去除殘留二甲亞砜得到壓電水凝膠產品。

本發明在制備壓電水凝膠時，通過調整基體材料和摻雜材料的比例，可以調整材料內部網絡孔徑的大小，以適應不同細胞的生長、遷移，還可以調整材料壓電電壓的輸出大小；同時還可以根據脫水乙醇的比例，以適應不同缺損部位的力學強度，最后通過水凝膠模擬的生理微環境與壓電刺激的共同作用來達到修復缺損部位的目的。

進一步地，所述基體材料為聚乙烯醇、丙烯腈、聚谷氨酸、賴氨酸中的一種或一種以上的混合物。

進一步地，所述壓電材料為具有壓電效應的鈦酸鋇、聚偏氟乙烯、聚氨酯中的一種或一種以上的混合物。

進一步地，步驟1中采用的成分質量分數為：基體材料10％-20％、壓電材料10％-20％、水溶液：40％-60％。

進一步地，所述步驟1的反應時間為8h。

進一步地，所述步驟2中先將溶液B倒入溶液A中混合，之后再迅速倒入模具中。

進一步地，所述步驟2中的冷凍時間為18h、解凍4h。

進一步地，所述步驟3的乙醇的總用量和步驟2解凍后的壓電凝膠的體積比≥30:1，脫水時間≥24h。

進一步地，所述的模具為培養皿或者試管。

本發明另一方面提供了一種壓電水凝膠，該壓電水凝膠為采用上述壓電水凝膠的制備方法制備所得的產品。