[发明专利]一种透明质酸-明胶/丙烯酰胺双网络水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种透明质酸-明胶/丙烯酰胺双网络水凝胶及其制备方法，属于高分子水凝胶技术领域。

背景技术

水凝胶（hydrogel）是一种以水为分散介质，通过共价键、氢键或范德华力等作用相互交联构成三维高分子网络结构的水凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，而疏水残基遇到水膨胀形成聚合物.水凝胶具有良好的生物相容性，与疏水聚合物相比，固定在水凝胶中的生物分子活性能够保持较长时间，同被固定化的酶或细胞相互作用弱很多，因此水凝胶在生物化学、医学等领域有许多用途。

中国专利（CN104327311A）描述了一种透明质酸复合交联水凝胶及其制备方法。该水凝胶结合透明质酸活性基团可作为化学修饰位点的特点及其聚阴离子电解质的特性，利用1,4-丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇、海藻酸钠和明胶等物质具有的不同基团及不同的空间构象，同时与透明质酸进行复合交联改性，并通过分析各种组分的比例，确定了交联反应各组分的最佳配方，制备的透明质酸复合水凝胶分子量有了明显的提高，特别是显著地增加了其动力学粘度。该水凝胶分子量大、动力粘度大，具有较强的空间阻隔作用、润滑作用，以及良好的生物相容性、稳定性好等优点，可用于组织填充材料、关节腔内润滑剂和手术预防组织粘连材料。该专利说明了其透明质酸水凝胶的良好生物相容性和稳定性，但未提及力学性能。

中国专利（CN103435951A）描述了一种纳米复合高分子双网络水凝胶及其制备方法。具体包括如下步骤：先将第一网络单体、交联剂和引发剂溶解于含纳米粒子水分散液中，将得到的混合溶液倒入模具中加热聚合，得到第一网络水凝胶。将第二网络单体、交联剂和引发剂溶解于水中，再将第一网络水凝胶放入该溶液中，溶胀24小时，然后加热聚合，得到高强度纳米复合高分子双网络水凝胶。所得水凝胶性能优越，通过纳米增强，不但可提高双网络水凝胶的压缩强度，而且还能保持其较高拉伸强度。此水凝胶有效的提高了力学性能，但未提及生物相容性。

中国专利（CN103467754A）描述了一种壳聚糖水凝胶及其制备方法，包括步骤：S1将壳聚糖溶于稀酸溶剂中，配制壳聚糖溶液；S2在氧化剂存在下，使所述壳聚糖溶液发生氧化还原反应，得到预聚体溶液；S3在酸性条件下，使所述预聚体溶液发生自交联反应，得到壳聚糖水凝胶。本发明采用本体自交联方法制备壳聚糖水凝胶，工艺简单，获得的壳聚糖水凝胶在具备良好的稳定性的同时，还保持了良好的生物相容性。此水凝胶保持了很好的生物相容性，但未提及其力学性能。

发明内容

为了解决已有技术存在的问题，本发明提供了一种透明质酸-明胶/丙烯酰胺双网络水凝胶的制备方法。

本发明的一种透明质酸-明胶/丙烯酰胺双网络水凝胶，其特征在于，其是通过第一网络和第二网络互穿构成的，所述的第一网络是改性的透明质酸与明胶通过迈克尔加成反应交联形成的水凝胶，第二网络是丙烯酰胺化学交联形成的水凝胶。

本发明的一种透明质酸-明胶/丙烯酰胺双网络水凝胶的制备方法的步骤和条件如下：

（1）改性透明质酸的制备

a.配制成质量分数为1-4%的透明质酸水溶液，用盐酸调节透明质酸水溶液的pH至4~6，然后加入1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，室温下搅拌15~25min，然后加入半胱氨酸乙酯盐酸盐反应4~8小时,得到溶液；半胱氨酸乙酯盐酸盐：N-羟基琥珀酰亚胺：1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺：透明质酸的摩尔比为1~2:0.5~1:0.25~1:1；

b.把步骤a得到的溶液中加入甲基丙烯酸酐，用NaOH溶液调节pH至7.0~9.0，在2~6℃下反应20~48小时，透析5~7天，冷冻干燥，得到改性透明质酸固体；所述的甲基丙烯酸酐与步骤a的透明质酸的摩尔比为1~10:1；

（2）第一网络水凝胶的制备

在步骤（1）中得到的改性透明质酸配制成水溶液，再与明胶水溶液、光引发剂混合到一起，室温下避光搅拌20~30min，用紫外光照射20~40min，形成第一网络水凝胶；所述的光引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和α-酮戊二酸中的一种；改性透明质酸水溶液的浓度为1g~4g/100mL;明胶浓度为2g~10g/100mL；改性透明质酸溶液与明胶溶液的体积比为4:1~16；所述的光引发剂用量与改性透明质酸的质量比为40:1~6；

（3）第二网络水凝胶的制备