[發明專利]一種界面穩定的纖維/水凝膠復合支架及其制備方法

在審

• 申請號: 202210984479.1
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115531550A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 李超婧;焦勇杰;楊曉薇;汪孟嬌;王富軍;王璐
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: A61K47/32
• 分類號: A61K47/32;A61L26/00;A61L27/52;A61L27/16;C08F289/00;C08F220/56;C08F222/38;C08F220/06;C08F251/00;C08F283/06
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種界面穩定的纖維/水凝膠復合支架及其制備方法，制備方法：將表面含多酚類聚合物的纖維集合體加入水凝膠前驅體溶液中后采用紫外光照射至形成水凝膠；水凝膠前驅體溶液包括可光交聯聚合物前驅體、光引發劑、交聯劑和水，其中，可光交聯聚合物前驅體為能夠被自由基I和自由基II激活的聚合物，自由基I由多酚類聚合物在所述紫外光照射下產生，自由基II由光引發劑在所述紫外光照射下產生，交聯劑用于連接被激活的可光交聯聚合物前驅體；復合支架由上述制備方法制得；復合支架在拉伸至斷裂時仍不發生分層。本發明的方法工藝簡單，適用范圍廣，本發明的產品兩相界面間結合強度高，解決了纖維/水凝膠體系中兩相容易分層的問題。

技術領域

本發明屬于纖維增強水凝膠復合材料技術領域，涉及一種界面穩定的纖維/水凝膠復合支架及其制備方法。

背景技術

水凝膠目前在生物醫用領域受到廣泛關注。水凝膠具備與天然細胞外基質相似的結構，具有良好的生物相容性、生物降解性等。且其功能性強，通過對材料的選擇和藥物等的引入，可以用于藥物釋放、醫用敷料、骨修復、軟組織再生等各個領域。

然而，水凝膠的力學性能一直存在問題。使用天然材料構建水凝膠，滿足可降解性能，但力學強度不足。使用合成材料構建水凝膠，力學性能強，但不可降解。因此研究人員將纖維加入水凝膠中，為水凝膠提供力學增強。

專利CN202111437537.0采用抽濾方法將水凝膠嵌入纖維網絡中，提高界面結合力；專利CN201610647658.0采用澆鑄冷凝復合界面與界面。

然而，由于纖維與水凝膠間力學存在差異，且纖維與水凝膠屬于兩種不同的材料，界面間結合力差，容易在整體形變時產生兩相分離，導致支架整體失效。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種界面穩定的纖維/水凝膠復合支架及其制備方法，支架由纖維和水凝膠構成，纖維和水凝膠間的界面強度大，整體形變時不產生相分離，纖維與水凝膠能夠同時斷裂，而不是先后斷裂。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種界面穩定的纖維/水凝膠復合支架的制備方法，將表面含多酚類聚合物的纖維集合體加入水凝膠前驅體溶液中后采用紫外光照射至形成水凝膠；

水凝膠前驅體溶液包括可光交聯聚合物前驅體、光引發劑、交聯劑和水，其中，可光交聯聚合物前驅體為能夠被自由基I和自由基II激活的聚合物，自由基I由多酚類聚合物在所述紫外光照射下產生，自由基II由光引發劑在所述紫外光照射下產生，交聯劑用于連接被激活的可光交聯聚合物前驅體。

在紫外光照射下，體系中存在兩種自由基，分別記為自由基I和自由基II，自由基I由多酚類聚合物提供(紫外光照射在多酚類聚合物上后，多酚中的芳香環裂解，苯酚氧化，產生α,β-不飽和醛，產生以碳為中心的自由基，隨后與分子氧反應產生過氧化物，這些不穩定的中間體可以進行單分子閉環，產生雙環烷氧基自由基)，自由基I集中分布在纖維周圍，即纖維附近的自由基I濃度高于其它位置的自由基I濃度，自由基II由光引發劑提供，自由基II均勻分散在體系中，即纖維附近的自由基II濃度接近其它位置的自由基II濃度，最終導致纖維周圍的自由基濃度高于其它位置，因此可光交聯聚合物前驅體集中在纖維周圍進行交聯反應，使得可光交聯聚合物前驅體與纖維之間的物理纏結程度較高，進而提高了纖維與水凝膠(主要由可光交聯聚合物前驅體和水構成)之間的界面強度。此外，水凝膠與纖維之間還存在范德華力(分子之間普遍存在范德華力，本質是電荷間的相互吸引)和氫鍵(由多酚類聚合物與水凝膠中的羥基、氨基、烷基、羧基、酯基等形成)，也能夠提高纖維與水凝膠之間的界面強度。

作為優選的技術方案：