[發明專利]一種多重響應性自愈合自粘附水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 202110474325.3
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113201152B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 賀金梅;衣曉彤;魏新晶;于琛;劉興原;錢婧婷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L29/04;C08L1/08;C08K3/38;C08B15/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 王新雨

一種多重響應性自愈合自粘附水凝膠的制備方法。聚乙烯醇/硼砂作為水凝膠的主體結構，并加入細菌纖維素來提高水凝膠的力學性能。富含領苯二酚基團的單寧酸作為提供水凝膠粘附性的單體，利用單寧酸氧化得到的醌式結構與胱胺二鹽酸鹽的氨基發生Schiff堿或Michael加成反應引入二硫鍵，賦予水凝膠氧化還原響應性。該水凝膠通過硼酸酯鍵、氫鍵、π?π堆疊等制備而成，克服了傳統的聚乙烯醇類水凝膠力學性能差、缺乏組織粘附性等缺點。該水凝膠有良好的生物相容性、多重響應性、優異的力學性能和自粘附性等，從而拓展了水凝膠的使用范圍。

技術領域

本發明屬于多重響應型水凝膠制備領域，具體涉及一種多重響應性自愈合自粘附水凝膠的制備方法。

背景技術

傳統的聚乙烯醇/硼砂類水凝膠因無菌無毒得到廣泛應用，但是此類水凝膠對組織缺乏足夠的粘附性和細胞親和性且力學性能較差，使得其作為生物敷料和醫用材料的應用受限。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有水凝膠力學性能差、缺乏組織粘附性和細胞親和性等問題，提供一種多重響應性自愈合自粘附水凝膠的制備方法，該方法以聚乙烯醇、單寧酸、細菌纖維素和胱胺二鹽酸鹽為原料，制備的水凝膠力學性能良好、制備方法簡單易行，綠色環保。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種多重響應性自愈合自粘附水凝膠的制備方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一：細菌纖維素懸浮液的制備：將細菌纖維素溶解在去離子水中，混合均勻，配制得到30～40g濃度為1mg/g～10mg/g的細菌纖維素懸浮液；

步驟二：室溫條件下，向步驟一中得到的細菌纖維素懸浮液中加入10～50mL的pH值為8.5的tris緩沖液和單寧酸，預聚反應6～24h得到單寧酸包覆的細菌纖維素懸浮液，再加入胱胺二鹽酸鹽繼續反應1～3h引入二硫鍵，反應物經過離心清洗備用；單寧酸的氧化自聚使溶解度降低，同時單寧酸對纖維素擁有良好的親和性，使單寧酸能夠附著在纖維素的表面。

步驟三：將聚乙烯醇加入到去離子水中，得到10～50mL質量濃度為10％的聚乙烯醇溶液，同時在90～98℃加熱攪拌1～2h使聚乙烯醇完全溶解，然后將步驟二中得到的反應物加入到聚乙烯醇溶液中，繼續攪拌混合均勻，隨后將混合液冷卻到65～85℃并保溫；

步驟四：65～85℃的條件下，在步驟三所得的混合液中加入5～30mL的濃度為0.02～0.15g/mL的硼砂溶液，攪拌10～30min，自然冷卻到室溫得到水凝膠。

進一步的，步驟一中，在勻漿機中，15000～22000rpm/min條件下打漿10～40min，得到懸浮液。

進一步的，步驟二中，所述細菌纖維素和單寧酸的質量比為1：1～15，胱胺二鹽酸鹽與單寧酸的質量比為1：1～20。

進一步的，步驟三中，反應物與聚乙烯醇的質量比為1～2.5：1。

本發明相對于現有技術的有益效果是：細菌纖維素的加入克服了聚乙烯醇/硼砂體系力學性能差的缺點，同時單寧酸和二硫鍵的引入賦予了水凝膠可重復的自粘合性和氧化還原響應，同時在水凝膠的制備過程中不引入其他有毒的交聯劑和溶劑，制備方法簡單易行，安全環保，水凝膠擁有良好的生物相容性無細胞毒性，在生物醫用材料領域有廣泛的應用潛力。