本發(fā)明屬于水凝膠生物材料，具體涉及一種水凝膠復(fù)合物的制備方法。

背景技術(shù)：

1、水凝膠（hydrogel）是一種由天然或合成高分子組成的，能在水中形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料。生物水凝膠被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如組織工程、藥物遞送、傷口愈合以及生物傳感器等。在這些應(yīng)用中，水凝膠的物理和化學(xué)特性，特別是孔徑大小，對(duì)其功能和效果有著重要影響。如果水凝膠孔徑過大，可能會(huì)導(dǎo)致藥物釋放過快出，導(dǎo)致藥物有效濃度在短時(shí)間內(nèi)迅速下降，無法維持持續(xù)的藥效。在組織工程中，如果水凝膠孔徑過大，細(xì)胞可能無法有效地附著在水凝膠上，或者由于缺乏足夠的細(xì)胞-細(xì)胞接觸，影響細(xì)胞的分化?？讖竭^大的水凝膠，其機(jī)械性能可能較差，無法在需要承受某種程度機(jī)械應(yīng)力的應(yīng)用中保持其形態(tài)和功能。對(duì)于細(xì)胞生長和分化來說，適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)和氧氣傳輸速度是必要的，孔徑過大可能導(dǎo)致這些物質(zhì)過快地通過水凝膠，無法在水凝膠內(nèi)形成適當(dāng)?shù)臐舛忍荻?，并且水凝膠可能會(huì)更容易被體液或細(xì)胞侵蝕，導(dǎo)致其在體內(nèi)的穩(wěn)定性下降，這不利于用作體內(nèi)植入式材料。因此，孔徑過大的水凝膠在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)面臨許多挑戰(zhàn)。

2、聚合物膜開發(fā)和應(yīng)用的關(guān)鍵因素是對(duì)其聚合物形態(tài)的控制，膜孔徑和膜孔隙率是膜形態(tài)的控制因素。聚合物膜材料的孔徑的調(diào)控方法主要有聚合物制備過程中的調(diào)控、成膜過程中的調(diào)控和成膜后的調(diào)控。例如有研究表明通過控制交聯(lián)劑的用量來調(diào)整聚合物孔徑大小和孔徑分布，隨著交聯(lián)劑用量增加，微孔數(shù)量越多，當(dāng)交聯(lián)劑用量繼續(xù)增加到一定程度后，聚合物表明的微孔數(shù)量明顯減少（石油學(xué)報(bào)（石油加工）2012年第3期，470-474頁）。cn108499361a專利文獻(xiàn)公開了一種孔徑可調(diào)節(jié)的納米多孔聚合物膜的制備方法，將分子基配位化合物作為造孔劑溶解在溶劑中，使其能夠均勻分散在聚合物鑄膜液中，而后再將得到的鑄膜液制備成膜，并通過使用適當(dāng)溶劑將造孔劑去除，即得到一種孔徑可調(diào)節(jié)的聚合物膜，可通過調(diào)整濃度、造孔劑種類等來進(jìn)一步調(diào)整孔徑。但是致孔劑對(duì)膜表面孔徑調(diào)控范圍較小。后處理是控制膜形貌的處理方式之一，包括熱處理方法、等離子處理、藥劑刻蝕等，這些方法均用于導(dǎo)致孔隙率增加，孔徑增大，無法減小水凝膠材料孔徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有水凝膠膜材料的后處理方法無法有效減小水凝膠孔徑的上述問題，本發(fā)明提供一種水凝膠復(fù)合物的制備方法，以生物水凝膠為基底，浸泡在含有甲基丙烯酸甲酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的預(yù)聚液中，并發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，生成一種孔徑較小或者無孔的復(fù)合水凝膠材料。該方法操作簡便、制備迅速；通過調(diào)節(jié)預(yù)聚液濃度，所制備的復(fù)合水凝膠中水凝膠與丙烯酸酯聚合物相互穿插，可調(diào)節(jié)復(fù)合材料水凝膠的孔徑。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種水凝膠復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：

4、（1）將甲基丙烯酸甲酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯三種單體按照（25-35）:（160-240）:（0.8-1.2）的體積比充分混合后，再與去離子水混合，混合液中總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-100%，然后加入0.005%-0.01%總單體體積的dmpa乙醇溶液，得到預(yù)聚液；

5、（2）將待處理的生物水凝膠浸泡在所述預(yù)聚液中，靜置1-3小時(shí)后取出；

6、（3）將生物水凝膠置于紫外光照射，引發(fā)自由基聚合，制得復(fù)合水凝膠；

7、（4）將復(fù)合水凝膠取出，用去離子水清洗，冷凍干燥。

8、所述生物水凝膠為任意來源的醫(yī)用水凝膠，優(yōu)選以甲基丙烯?；嗡?甲基丙烯酰化葡萄糖光引發(fā)共聚物水凝膠或聚醚f127水凝膠或明膠水凝膠。

9、所述步驟（1）甲基丙烯酸甲酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯三種單體按照（28-32）:（180-220）:（0.8-1.2）的體積比混合。

10、所述步驟（1）混合液中總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-80%，優(yōu)選60%。

11、所述步驟（3）紫外光照射20-30min。

12、所述甲基丙烯酰化肝素/甲基丙烯?；咸烟枪庖l(fā)共聚物水凝膠，其制備方法包括以下步驟：將甲基丙烯酰化肝素和甲基丙烯?；咸烟枪踩苡?0%乙醇水溶液中，進(jìn)而加入光引發(fā)劑，混合均勻后，紫外光照射，即可得甲基丙烯?；嗡?甲基丙烯?；咸烟枪庖l(fā)共聚物水凝膠。

13、優(yōu)選，甲基丙烯?；嗡睾图谆；咸烟堑馁|(zhì)量比為（4-6）：（2-3）；優(yōu)選在混合液中的質(zhì)量濃度分別為4%-6%和2%-3%。

14、所述聚醚f127水凝膠，其制備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酰化聚醚f127溶于水中，加入光引發(fā)劑，混合均勻后，紫外光照射，即可得聚醚f127水凝膠。

15、所述將明膠水凝膠，其制備方法包括以下步驟：將明膠溶于水中，加入羧甲基纖維素鈉（cmc）和n-羥基琥珀酰亞胺（nhs），混合均勻后，室溫放置1-3小時(shí)，即可得明膠水凝膠。

16、所述明膠、羧甲基纖維素鈉和n-羥基琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為（80-120）：（4.0-5.0）：（1.6-2.2）。

17、上述生物水凝膠的制備中，優(yōu)選光引發(fā)劑為dmpa。優(yōu)選將dmpa溶解于乙醇中再加入到反應(yīng)體系中，dmpa乙醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。優(yōu)選，采用超聲方法混合。優(yōu)選紫外光照時(shí)間為25-35min。

18、本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明提供的復(fù)合水凝膠解決了傳統(tǒng)水凝膠孔徑較大的缺點(diǎn)。水凝膠結(jié)合丙烯酸酯聚合物后使該復(fù)合水凝膠材料成為一種具有較小孔徑或無孔徑材料，可在體外大規(guī)模生產(chǎn)合成，極大降低了使用成本，從而為植入材料不足提供了新的解決方案。

20、本發(fā)明操作簡便、制備迅速；通過調(diào)節(jié)預(yù)聚液的濃度，可調(diào)節(jié)復(fù)合材料水凝膠的孔徑。

21、本發(fā)明制備的復(fù)合水凝膠透明、柔軟，有較好的生物相容性。

技術(shù)特征：

1.一種水凝膠復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）甲基丙烯酸甲酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯三種單體按照（28-32）:（180-220）:（0.8-1.2）的體積比混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）混合液中總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-80%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）紫外光照射20-30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）甲基丙烯酰化肝素/甲基丙烯?；咸烟枪庖l(fā)共聚物水凝膠，其制備方法包括以下步驟：將甲基丙烯?；嗡睾图谆；咸烟枪踩苡?0%乙醇水溶液中，進(jìn)而加入光引發(fā)劑，混合均勻后，紫外光照射，即可得甲基丙烯酰化肝素/甲基丙烯?；咸烟枪庖l(fā)共聚物水凝膠；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述甲基丙烯?；嗡嘏c甲基丙烯?；咸烟堑馁|(zhì)量比為（4-6）：（2-3）；所述甲基丙烯?；勖裦127的質(zhì)量濃度為5%-15%；所述明膠、羧甲基纖維素鈉和n-羥基琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為（80-120）：（4.0-5.0）：（1.6-2.2）。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）生物水凝膠的制備中，所述光引發(fā)劑為dmpa，將dmpa溶解于乙醇中再加入到反應(yīng)體系中，dmpa乙醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）生物水凝膠的制備中，采用超聲方法混合。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）采用超聲方法混合紫外光照時(shí)間為25-35min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于水凝膠生物材料技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)現(xiàn)有水凝膠膜材料的后處理方法無法有效減小水凝膠孔徑的問題，本發(fā)明提供一種水凝膠復(fù)合物的制備方法，用以減小生物水凝膠材料孔徑，以生物水凝膠為基底，浸泡在含有甲基丙烯酸甲酯、2?羥乙基甲基丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯的預(yù)聚液中，并發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，生成一種孔徑較小或者無孔的復(fù)合水凝膠材料。該方法操作簡便、制備迅速；通過調(diào)節(jié)預(yù)聚液濃度，所制備的復(fù)合水凝膠中水凝膠與丙烯酸酯聚合物相互穿插，可調(diào)節(jié)復(fù)合材料水凝膠的孔徑。

技術(shù)研發(fā)人員：劉娜,張林,賀文展,劉雁雁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19