本發(fā)明屬于水凝膠生物材料，具體涉及一種水凝膠復合物的制備方法。

背景技術：

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)絡結(jié)構的材料。生物水凝膠被廣泛應用于生物醫(yī)學領域，如組織工程、藥物遞送、傷口愈合以及生物傳感器等。在這些應用中，水凝膠的物理和化學特性，特別是孔徑大小，對其功能和效果有著重要影響。如果水凝膠孔徑過大，可能會導致藥物釋放過快出，導致藥物有效濃度在短時間內(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胞-細胞接觸，影響細胞的分化。孔徑過大的水凝膠，其機械性能可能較差，無法在需要承受某種程度機械應力的應用中保持其形態(tài)和功能。對于細胞生長和分化來說，適當?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?shù)臐舛忍荻?，并且水凝膠可能會更容易被體液或細胞侵蝕，導致其在體內(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際應用中可能會面臨許多挑戰(zhàn)。

2、聚合物膜開發(fā)和應用的關鍵因素是對其聚合物形態(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（石油學報（石油加工）2012年第3期，470-474頁）。cn108499361a專利文獻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、造孔劑種類等來進一步調(diào)整孔徑。但是致孔劑對膜表面孔徑調(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，這些方法均用于導致孔隙率增加，孔徑增大，無法減小水凝膠材料孔徑。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(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聚液中，并發(fā)生自由基聚合反應，生成一種孔徑較小或者無孔的復合水凝膠材料。該方法操作簡便、制備迅速；通過調(diào)節(jié)預聚液濃度，所制備的復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)復合材料水凝膠的孔徑。

2、本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

3、一種水凝膠復合物的制備方法，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)量分數(shù)為20%-100%，然后加入0.005%-0.01%總單體體積的dmpa乙醇溶液，得到預聚液；

5、（2）將待處理的生物水凝膠浸泡在所述預聚液中，靜置1-3小時后取出；

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

7、（4）將復合水凝膠取出，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)量分數(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?；嗡?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?甲基丙烯酰化葡萄糖光引發(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?；勖裦127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，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體系中，dmpa乙醇溶液的質(zhì)量分數(shù)為10%。優(yōu)選，采用超聲方法混合。優(yōu)選紫外光照時間為25-35min。

18、本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明提供的復合水凝膠解決了傳統(tǒng)水凝膠孔徑較大的缺點。水凝膠結(jié)合丙烯酸酯聚合物后使該復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)預聚液的濃度，可調(diào)節(jié)復合材料水凝膠的孔徑。

21、本發(fā)明制備的復合水凝膠透明、柔軟，有較好的生物相容性。

技術特征：

1.一種水凝膠復合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求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)量分數(shù)為20%-80%。

4.根據(jù)權利要求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?；嗡?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；

6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述甲基丙烯?；嗡嘏c甲基丙烯酰化葡萄糖的質(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體系中，dmpa乙醇溶液的質(zhì)量分數(shù)為10%。

8.根據(jù)權利要求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間為25-35min。

技術總結(jié)
本發(fā)明屬于水凝膠生物材料技術領域。針對現(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聚液中，并發(fā)生自由基聚合反應，生成一種孔徑較小或者無孔的復合水凝膠材料。該方法操作簡便、制備迅速；通過調(diào)節(jié)預聚液濃度，所制備的復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)復合材料水凝膠的孔徑。

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