[發明專利]一種可注射高耐壓高強度抗凍京尼平交聯明膠水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 202110555415.5
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113292743B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 黃彥;黃曉杰;翟豫洲;唐穎達
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L89/00;C08K5/1545;C08K5/053
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 吳姍姍;蔡學俊

本發明屬于水凝膠材料制備技術領域，具體涉及一種可注射高耐壓高強度抗凍京尼平交聯明膠水凝膠的制備方法。首先溶解明膠，得到明膠水溶液；再用乙醇溶解京尼平，一邊逐滴加入明膠溶液，一邊攪拌混合均勻，靜置，得到京尼平明膠水凝膠，浸泡甘油溶液后得到甘油?京尼平明膠水凝膠。本發明提供制備的京尼平交聯明膠水凝膠具有高強度、抗凍性、長期穩定性，并且具有優秀的抗疲勞和耐壓性能。添加了甘油的水凝膠在長期貯存下可以保持其原有的性質，在低溫下可保持高柔韌性，具有優秀的抗凍性能和長期穩定性能。同時，可根據不同交聯程度實現對京尼平明膠水凝膠力學性能進行調控，制備的水凝膠具有可注射性，有望廣泛應用于生物醫用材料等領域。

技術領域

本發明屬于水凝膠材料制備技術領域，具體涉及一種可注射高耐壓高強度抗凍京尼平交聯明膠水凝膠的制備方法。

背景技術

水凝膠是一類內部含有大量水的三維聚合物網絡材料，主要應用于食品、醫學、材料等領域，且在藥物傳輸、組織工程支架、人工關節軟骨、柔性器件等方面有著廣泛的應用前景。明膠作為一種常見的水凝膠材料，是膠原經酸、堿或酶水解得到的產物，其原料價格低廉，且形成的明膠水凝膠具有良好的生物相容性、生物可降解性和環境友好性。

目前高強度水凝膠制備及性能研究仍是一大熱點。然而，純明膠形成的水凝膠內部僅僅靠基于氫鍵的三股螺旋結構、疏水相互作用、微結晶域等物理相互作用形成三維網絡結構，導致傳統的明膠水凝膠機械性能弱，容易發生永久性破壞，且易受環境（如pH、溫度等）影響，很難實現多種功能的應用。已有研究通過改進方法都不同程度提高了明膠基水凝膠的力學性能，但強度達到MPa以上的天然大分子明膠水凝膠的研究還不多，具有很大的研究空間。且大部分明膠復合水凝膠在大的壓縮應變下，容易斷裂，抗疲勞性差。通過引入交聯劑（常見的交聯劑有醛類，如戊二醛），形成化學交聯，具有細胞毒性，存在安全性和潛在風險，不適合用于生物醫學等領域。

為了解決上述問題，京尼平作為一種天然的生物交聯劑，被用于水凝膠中。它是由梔子苷經β-葡萄糖苷酶水解后的產物，可以與蛋白質、膠原、明膠和殼聚糖等交聯制作生物材料。京尼平不僅具有低細胞毒性，還有抗炎抗菌、治療胃炎等醫用價值。將京尼平和明膠結合形成水凝膠，可大大提高水凝膠的力學性能同時保證安全性。用于目前探索開發多功能性膠水凝膠，特別是抗凍性、長期穩定性等性能有助于探索食品、生物醫藥等領域的應用，具有廣闊的發展前景。

基于以上需求，本發明提供了一種可注射高耐壓高強度抗凍京尼平交聯明膠水凝膠及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備可注射高耐壓高強度抗凍京尼平交聯明膠水凝膠的制備方法。本發明提供制備的京尼平交聯明膠水凝膠具有高強度、耐壓性、抗疲勞性、抗凍性、長期穩定性。其中0.5GP25GEL含水量為73.5％，交聯度為75.97%，在97%的應變下，壓縮斷裂應力為10.95MPa，具有高斷裂強度；0.1GP25GEL和0.1GP25GEL（1：2）在壓縮應變為85%下，可承受3000次壓縮加載-卸載循環，具有優秀的抗疲勞和耐壓性能。

為了達到上述目的，本發明采取以下的技術方案：

一種可注射高耐壓高強度抗凍京尼平交聯明膠水凝膠的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）京尼平溶液的配制：用乙醇溶液溶解京尼平，振蕩器振蕩溶解，配制成京尼平溶液；

（2）明膠溶液的配制：將明膠溶于去離子水中，加熱攪拌溶解，配制成明膠溶液；

（3）用針筒吸取京尼平溶液，一邊逐滴（每秒1滴）加入明膠溶液中，一邊加熱攪拌混合溶液5-20min，超聲除氣泡，室溫靜置24h，得到京尼平明膠水凝膠；

（4）配制甘油溶液，將得到的京尼平明膠水凝膠浸泡在甘油溶液中；

（5）取出浸泡的水凝膠，用去離子水沖洗，得到甘油-京尼平明膠水凝膠。