本發(fā)明涉及一種雙網(wǎng)絡水凝膠,具體涉及一種基于PEG和多糖的雙網(wǎng)絡水凝膠及其制備方法與應用。
背景技術:
水凝膠是一種可以吸收大量水分且具有三維網(wǎng)絡結構的軟物質(zhì)。水凝膠因其高吸水性以及良好的生物相容性因而廣泛應用于生物醫(yī)用、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)境保護等領域。在生物醫(yī)用方面,水凝膠已經(jīng)應用于藥物載體、細胞載體、敷料、面膜以及人造眼角膜等。然而對于承重的軟骨,肌腱和韌帶類軟組織來講,傳統(tǒng)的水凝膠不能滿足要求。
近年來,具有較高機械性能的雙網(wǎng)絡凝膠受到了廣泛的關注,并成為水凝膠中研究的熱點之一。所謂雙網(wǎng)絡水凝膠(Double-Network Hydrogel)是指凝膠內(nèi)部包含著兩個相互穿插的網(wǎng)絡,其中一個是交聯(lián)度很高的剛性聚合物網(wǎng)絡,而另一個是交聯(lián)度較低的柔性聚合物網(wǎng)絡,由于第二網(wǎng)絡的低交聯(lián)度使得網(wǎng)絡具有一定的流動性能,通過高分子鏈段物理交纏點的滑移或者整個網(wǎng)絡的變形而有效的吸收斷裂能,這樣就阻止了裂紋的進一步擴展,從而體現(xiàn)出優(yōu)良的力學性能。
最常見的雙網(wǎng)絡凝膠制備通常采用兩步聚合法:將第一網(wǎng)絡單體、交聯(lián)劑、分散介質(zhì)、引發(fā)劑溶解于水中,將溶液在模具中于強紫外輻射下,得到高交聯(lián)度的強聚電解質(zhì)水凝膠。然后將水凝膠從模具中取出,放入含有第二網(wǎng)絡單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑的第二網(wǎng)絡預反應溶液中充分溶脹;最后,光引發(fā)聚合形成松散交聯(lián)的第二網(wǎng)絡即得到雙化學網(wǎng)絡凝膠。這種方法復雜,且用時需要2~5天,制備得到的凝膠因每次溶脹性的不同而存在差異性,無法保證其同樣的力學性能。由于操作步驟的復雜性,很難構建具有復雜形狀的水凝膠。不僅如此,自由基聚合通常涉及到有毒的引發(fā)劑和聚丙烯酰胺材料,限制了雙網(wǎng)絡凝膠在生物醫(yī)用方面的應用。這些缺點嚴重限制了雙化學網(wǎng)絡在生物工程中的應用。
中國專利申請(201410375076.2)公開了一種殼聚糖基雙網(wǎng)絡水凝膠,該水凝膠為雙網(wǎng)絡結構,其中第一網(wǎng)絡為殼聚糖接枝水凝膠,所述殼聚糖接枝水凝膠由殼聚糖溶液、引發(fā)劑、第一單體以及交聯(lián)劑進行接枝反應而成,第二網(wǎng)絡穿插在第一網(wǎng)絡的內(nèi)部,第二網(wǎng)絡為由第二單體、交聯(lián)劑和光引發(fā)劑在紫外光照射下聚合而成的水凝膠。該雙網(wǎng)絡水凝膠在制備過程中仍然涉及到多步反應,不能制備出各種復雜的形狀,而且自由基聚合會引入有毒的物質(zhì)。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種基于PEG和多糖的雙網(wǎng)絡水凝膠及其制備方法,本發(fā)明提供的雙網(wǎng)絡水凝膠具有自恢復能力且生物相容性良好。
本發(fā)明所提供的化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠,其由第一化學網(wǎng)絡與第二物理/化學網(wǎng)絡經(jīng)氫鍵相互作用形成;
所述第一化學網(wǎng)絡由聚乙二醇衍生物1和聚乙二醇衍生物2經(jīng)化學反應形成;
所述第二物理/化學網(wǎng)絡為下述1)或2):
1)由多糖或其衍生物經(jīng)交聯(lián)形成;
2)由多糖或其衍生物與交聯(lián)劑相互作用形成。
所述化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠中,所述第二物理/化學網(wǎng)絡與所述第一化學網(wǎng)絡之間的質(zhì)量比可為1:1~50,具體可為1:1~20、1:1~10、1:1~8、1:4或1:8。
所述化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠中,所述聚乙二醇衍生物1和所述聚乙二醇衍生物2均為式I、式II、式III和式IV中任一種:
各式中,n為2~10000之間的數(shù),具體可為21~56、21、23、43、45或56;
R1為醚鍵、乙酰基、酯鍵、氨酯鍵、酰胺鍵或碳原子數(shù)為1~30的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的亞烷基,優(yōu)選為醚鍵、酯鍵或酰胺鍵;
R2為氨基、羧基、琥珀酰亞胺酯、醛基、巰基、烯基、炔基、丙烯酸酯基、丙烯酰胺基、疊氮基團、環(huán)氧基、馬來酰胺基團、鄰苯二酚基團、酚羥基、環(huán)糊精、金剛烷和偶氮苯中任一種,優(yōu)選為氨基、琥珀酰亞胺酯、巰基、炔基或疊氮基團;
所述聚乙二醇衍生物1與所述聚乙二醇衍生物2經(jīng)R2中的任兩種基團進行化學反應形成所述第一化學網(wǎng)絡。
所述化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠中,所述多糖或其衍生物可為瓊脂、瓊脂糖、海藻酸鈉、纖維素、淀粉、透明質(zhì)酸或它們的衍生物;
所述瓊脂糖具體可為常規(guī)瓊脂糖、低電滲瓊脂糖、高強度瓊脂糖、低熔點瓊脂糖或高電滲瓊脂糖,優(yōu)選高強度瓊脂糖;
所述纖維素具體可為乙基纖維素、乙酸纖維素、羥丙甲纖維素、纖維素丙酸或鄰苯二甲酸醋酸纖維素,優(yōu)選乙酸纖維素。
所述化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠中,2)中,所述相互作用可為靜電作用、結晶作用、分子聚集作用、離子作用、氫鍵作用、鏈的纏繞作用、自由基聚合、酰胺化反應或者席夫堿反應。
所述化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠中,所述交聯(lián)劑可為堿、單價的陰離子、多價的陰離子、金屬陰離子、自由基引發(fā)劑或者醛類化合物中至少一種,即能與所述多糖或其衍生物相互作用。
所述堿可為有機堿或無機堿;
所述有機堿具體可為三乙胺和/或氨水;
所述無機堿具體可為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵、氫氧化銅和氫氧化亞銅中至少一種;
所述單價的陰離子可為氯離子、氟離子、溴離子、碘離子、碳酸氫根、亞硫酸氫根、硝酸根、亞硝酸根、硫氫根、高錳酸根、次氯酸根、氯酸根、偏磷酸根和偏鋁酸根中至少一種;
所述氯離子可來自于如下鹽中至少一種:氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化銅和氯化亞銅;
所述硝酸根可來自于如下鹽中至少一種:硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硝酸銅和硝酸亞銅;
所述亞硝酸根可來自于如下鹽中至少一種:亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、亞硝酸鈣、亞硝酸鎂、亞硝酸鐵、亞硝酸亞鐵、亞硝酸銅和亞硝酸亞銅;
所述高錳酸根來自于如下鹽中至少一種:高錳酸鉀和高錳酸鈉。
所述多價的陰離子為硫酸根、亞硫酸根、過硫酸根、磷酸根、亞磷酸根、硼酸根、檸檬酸根、雙氧根和錳酸根離子中至少一種;
所述硫酸根可來自于如下鹽中至少一種:硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸銅和硫酸亞銅;
所述磷酸根來可自于如下鹽中至少一種:磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸鈣、磷酸鎂、磷酸鐵、磷酸亞鐵、磷酸銅、磷酸亞銅、三聚磷酸酯和甘油磷酸鈉;
所述亞磷酸根可來自于如下鹽中至少一種:亞磷酸鈉、亞磷酸鉀、亞磷酸鈣、亞磷酸鎂、亞磷酸鐵、亞磷酸亞鐵、亞磷酸銅和亞磷酸亞銅;
所述硼酸根可來自于硼砂;
所述檸檬酸根可來自于如下鹽中至少一種:檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、檸檬酸鈣、檸檬酸鎂、檸檬酸鐵、檸檬酸亞鐵、檸檬酸銅和檸檬酸亞銅。
所述金屬陰離子可為Pt(II)、Pd(II)和Mo(VI)中至少一種;
所述自由基引發(fā)劑可為如下引發(fā)劑中至少一種:安息香醚衍生物、水性苯乙酮衍生物、二苯乙二酮類衍生物、蒽醌類、硫雜蒽酮類、二苯甲酮類、水性二苯乙二酮類衍生物、水溶性蒽醌、水性硫雜蒽酮類、過硫酸鹽、偶氮類的一種或多種,其中常見的引發(fā)劑為2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羥基-1,2-二苯基乙酮、2,4,6-(三甲基苯甲?;?二苯基氧化膦、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、異丙基硫雜蒽醌、4-苯甲?;?4’-甲基-二苯硫醚、2-甲基—1-[4-甲硫基苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、4-二甲氨基-苯甲酸乙酯、二苯甲酮、二苯乙二酮或4,4’-二甲胺基二苯甲酮、α-酮戊二酸、蒽醌-2-磺酸鈉鹽、過硫酸鉀、過硫酸銨、偶氮二異丁脒鹽酸鹽(AIBA)、偶氮二異丁脒唑啉鹽酸鹽(AIBI)和偶氮二異丁腈;
所述醛類化合物可為戊二醛。
本發(fā)明進一步提供了所述化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠的制備方法,包括如下(1)或(2)的步驟:
(1)
1)配制所述多糖或其衍生物、所述聚乙二醇衍生物1與所述聚乙二醇衍生物2的混合溶液;
2)將所述混合溶液注入至模具中,經(jīng)冷卻即得;
(2)
1)配制所述多糖或其衍生物與所述聚乙二醇衍生物1的混合溶液1;
2)配制所述多糖或其衍生物與所述聚乙二醇衍生物2的混合溶液2;
3)經(jīng)下述步驟a)或b)即得所述化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠:
a)將所述混合溶液1和所述混合溶液2注入至模具中,經(jīng)冷卻即得;
b)將所述混合溶液1和所述混合溶液2注入至模具中,經(jīng)冷卻得到第一化學網(wǎng)絡水凝膠;將所述第一化學網(wǎng)絡水凝膠浸泡于所述交聯(lián)劑的水溶液中即得。
上述的制備方法中,步驟(2)1)中,所述混合溶液1中,所述多糖或其衍生物的質(zhì)量-體積濃度可為0.01~1000mg/ml,具體可為10~20mg/ml、10mg/ml或20mg/ml,所述聚乙二醇衍生物1的質(zhì)量-體積濃度可為0.01~1000mg/ml,具體可為80mg/ml,所述多糖或其衍生物與所述聚乙二醇衍生物1的質(zhì)量比可為1:0.01~100,具體可為1:4~8、1:4或1:8;
步驟(2)2)中,所述混合溶液2中,所述多糖或其衍生物的質(zhì)量-體積濃度可為0.01~1000mg/ml,具體可為10~20mg/ml、10mg/ml或20mg/ml,所述聚乙二醇衍生物2的質(zhì)量-體積濃度可為0.01~1000mg/ml,,具體可為80mg/ml,所述多糖或其衍生物與所述聚乙二醇衍生物2的質(zhì)量比可為1:0.01~100,具體可為1:4~8、1:4或1:8。
步驟(2)3)b)中,所述交聯(lián)劑的水溶液的質(zhì)量分數(shù)可為0.0005%~90%,具體可為17%。
上述的制備方法中,步驟(2)3)a)中,所述冷卻的時間可為1s~72h,具體可為1h~5h、1h、2h、3h、4h或5h;
步驟(2)3)b)中,所述冷卻的時間可為1s~72h,具體可為1h~4h、1h、2h或4h;所述浸泡的時間可為1min~72h,具體可為2h。
本發(fā)明提供的具有自恢復能力生物相容性良好的高強化學-物理/化學雙網(wǎng)絡水凝膠在以下領域具有潛在的應用:
(1)藥物緩釋材料;
(2)組織工程支架;
(3)醫(yī)用海綿;
(4)醫(yī)用內(nèi)置物;
(5)醫(yī)用內(nèi)置物的表面涂層。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
(1)本發(fā)明化學-物理/化學雙網(wǎng)絡凝膠制備過程相對簡單,用時短,力學性能優(yōu)異。
(2)本發(fā)明化學-物理/化學雙網(wǎng)絡凝膠能夠通過原位形成,可以在任何磨具中被制備成為任意形狀。
(3)本發(fā)明化學-物理/化學雙網(wǎng)絡凝膠中物理網(wǎng)絡具有可逆性,自恢復性和抗疲勞性;當施加在凝膠上的載荷去除后,物理網(wǎng)絡能夠快速的恢復并重組,從而恢復其機械性能。
(4)本發(fā)明化學-物理/化學雙網(wǎng)絡凝膠具有非常優(yōu)秀的生物相容性。
(5)本發(fā)明化學-物理/化學雙網(wǎng)絡凝膠能夠支持細胞的生長。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例1制備的雙網(wǎng)絡水凝膠在玻璃全力按壓下的圖片。
圖2是本發(fā)明實施例制備的雙網(wǎng)絡水凝膠可以制備成為各種形狀的圖片。
具體實施方式
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明,均為常規(guī)方法。
下述實施例中所用的材料、試劑等,如無特殊說明,均可從商業(yè)途徑得到。
實施例1、
(1)稱取高強度瓊脂糖200mg溶于10mLPBS緩沖溶液中,加熱到120℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg四臂聚乙二醇氨基(如式II所示,其中,n為56,R1為醚鍵,R2為氨基)和400mg四臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式II所示,其中,n為56,R1為酯鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入玻璃模具中,待冷卻3小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為28MPa,壓縮形變率為97%以上。
本實施例制備的凝膠壓縮后,在加熱到100℃下2小時可恢復至原壓縮強度,如圖1所示將得到的雙網(wǎng)絡水凝膠在玻璃全力按壓下的情況,撤銷玻璃后凝膠立刻恢復到其原來的高度。
實施例2、
稱取常規(guī)瓊脂糖200mg溶于10mLPBS緩沖溶液中,加熱到100℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg四臂聚乙二醇炔基(如式II所示,其中,n為56,R1為醚鍵,R2為炔基)和400mg四臂羧基疊氮(如式II所示,其中,n為56,R1為醚鍵,R2為疊氮)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻2小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
采用不同的模具可以得到不同形狀的水凝膠,如圖2所示,可以制備三葉草形狀和雪花形狀的水凝膠。
實施例3、
稱取低熔點瓊脂糖200mg溶于10mLPBS緩沖溶液中,加熱到80℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg四臂聚乙二醇巰基(如式II所示,其中,n為56,R1為醚鍵,R2為巰基)和400mg四臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式II所示,其中,n為56,R1為酯鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻4小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為38MPa,壓縮形變率為98%以上。凝膠壓縮后,在加熱到60℃下2小時可恢復至原壓縮強度。
實施例4、
稱取高強度瓊脂糖200mg溶于10mLPBS緩沖溶液中,加熱到120℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg六臂聚乙二醇巰基(如式III所示,其中,n為43,R1為醚鍵,R2為巰基)和400mg六臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式III所示,其中,n為43,R1為醚鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻1小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為43MPa,壓縮形變率為98%以上。凝膠壓縮后,在加熱到100℃下2小時可恢復至原壓縮強度。
實施例5、
稱取常規(guī)瓊脂糖200mg溶于10mL PBS緩沖溶液中,加熱到100℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg六臂聚乙二醇炔基(如式III所示,其中,n為23,R1為酯鍵,R2為炔基)和400mg六臂羧基疊氮(如式III所示,其中,n為23,R1為醚鍵,R2為疊氮)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻2小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為45MPa,壓縮形變率為99%以上。凝膠壓縮后,在加熱到80℃下2小時可恢復至原壓縮強度。
實施例6、
稱取低熔點瓊脂糖200mg溶于10mL PBS緩沖溶液中,加熱到80℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg六臂聚乙二醇巰基(如式III所示,其中,n為23,R1為醚鍵,R2為巰基)和400mg六臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式III所示,其中,n為23,R1為酯鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻2小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為56MPa,壓縮形變率為96%以上。凝膠壓縮后,在加熱到60℃下2小時可恢復至原壓縮強度。
實施例7、
稱取高強度瓊脂糖200mg溶于10mL PBS緩沖溶液中,加熱到120℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg八臂聚乙二醇巰基(如式IV所示,其中,n為45,R1為醚鍵,R2為巰基)和400mg八臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式IV所示,其中,n為45,R1為酰胺鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻5小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為43MPa,壓縮形變率為98%以上。凝膠壓縮后,在加熱到100℃下2小時可恢復至原壓縮強度。
實施例8、
稱取常規(guī)瓊脂糖200mg溶于10mL PBS緩沖溶液中,加熱到100℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg八臂聚乙二醇炔基(如式IV所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為炔基)和400mg八臂羧基疊氮(如式IV所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為疊氮)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻5小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為35MPa,壓縮形變率為99%以上。凝膠壓縮后,在加熱到80℃下2小時可恢復至原壓縮強度。
實施例9、
稱取低熔點瓊脂糖200mg溶于10mL PBS緩沖溶液中,加熱到80℃后冷卻到50℃,分別取5mL向其中加入400mg八臂聚乙二醇巰基(如式IV所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為巰基)和400mg八臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式IV所示,其中,n為21,R1為碳酸酯鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻4小時到室溫,得到化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為46MPa,壓縮形變率為97%以上。凝膠壓縮后,在加熱到60℃下2小時可恢復至原壓縮強度。
實施例10、
(1)稱取高強度海藻酸鈉100mg溶于10mLPBS緩沖溶液中,分別取5mL向其中加入400mg四臂聚乙二醇巰基(如式II所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為巰基)和400mg四臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式II所示,其中,n為21,R1為酯鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻4小時到室溫,得到第一化學網(wǎng)絡水凝膠。
(2)然后將20g氯化鈣溶解于100mL的水中,配置成交聯(lián)劑溶液。將第一化學網(wǎng)絡水凝膠浸泡在氯化鈣溶液中2小時,凝膠由透明轉變?yōu)椴煌该鞯幕瘜W-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為53MPa,壓縮形變率為98%以上。凝膠壓縮后,放置2小時可恢復至原拉伸強度,且凝膠在完全疲勞后放置6小時可完全恢復形狀和力學強度。
實施例11、
(1)稱取海藻酸鈉100mg溶于10mL PBS緩沖溶液中,分別取5mL向其中加入400mg六臂聚乙二醇炔基(如式III所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為炔基)和400mg六臂聚乙二醇疊氮(如式III所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為疊氮)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻2小時到室溫,得到第一化學網(wǎng)絡水凝膠。
(2)然后將20g氯化鈣溶解于100mL的水中,配置成交聯(lián)劑溶液。將第一化學網(wǎng)絡水凝膠浸泡在氯化鈣溶液中2小時,凝膠由透明轉變?yōu)椴煌该鞯幕瘜W-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為65MPa,壓縮形變率為99%以上。凝膠壓縮后,放置5小時可恢復至原拉伸強度,且凝膠在完全疲勞后放置10小時可完全恢復形狀和力學強度。
實施例12、
(1)稱取海藻酸鈉100mg溶于10mLPBS緩沖溶液中,分別取5mL向其中加入400mg八臂聚乙二醇巰基(如式IV所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為巰基)和400mg八臂聚乙二醇琥珀酰亞胺酯(如式IV所示,其中,n為21,R1為酯鍵,R2為琥珀酰亞胺酯)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻1小時到室溫,得到第一化學網(wǎng)絡水凝膠。
(2)然后將20g氯化鈣溶解于100mL的水中,配置成交聯(lián)劑溶液。將第一化學網(wǎng)絡水凝膠浸泡在氯化鈣溶液中2小時,凝膠由透明轉變?yōu)椴煌该鞯幕瘜W-物理雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-物理雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為46MPa,壓縮形變率為98%以上。凝膠壓縮后,放置1小時可恢復至原拉伸強度,且凝膠在完全疲勞后放置6小時可完全恢復形狀和力學強度。
實施例13、
(1)稱取殼聚糖100mg溶于10mLPBS緩沖溶液中,分別取5mL向其中加入400mg八臂聚乙二醇炔基(如式IV所示,其中,n為21,R1為醚鍵,R2為炔基)和400mg八臂聚乙二醇疊氮(如式IV所示,其中,n為21,R1為酯鍵,R2為疊氮)得到混合溶液1和混合溶液2;分別用雙管注射器的一只吸取一種混合溶液,然后注入模具中,待冷卻1小時到室溫,得到第一化學網(wǎng)絡水凝膠。
(2)然后將20g戊二醛溶解于100mL的水中,配置成交聯(lián)劑溶液。將第一化學網(wǎng)絡水凝膠浸泡在戊二醛溶液中2小時,凝膠由透明轉變?yōu)椴煌该鞯幕瘜W-化學雙網(wǎng)絡水凝膠。
將得到的化學-化學雙網(wǎng)絡水凝膠進行測試,壓縮強度為66MPa,壓縮形變率為98%以上。凝膠壓縮后,放置2小時可恢復至原拉伸強度,且凝膠在完全疲勞后放置4小時可完全恢復形狀和力學強度。