[发明专利]一种高柔韧性两性离子水凝胶制备方法

说明书

本发明公开了高柔韧性两性离子水凝胶制备方法，本发明通过改良[2‑(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基‑(3‑磺酸丙基)氢氧化铵单体和交联剂以及引发剂浓度得到具有高柔韧性的两性离子SBMA水凝胶。此方法制备的SBMA水凝胶通过SB单元大量的正负电荷之间的相互作用不但具有良好的力学性能和抗蛋白质吸附和细胞吸附性能，同时具有温敏以及盐离子相应和自我修复性能。本发明可以进一步拓展基于两性离子的水凝胶在生物医学组织工程领域中的应用，尤其是一些需要一定力学强度的领域，如人工关节，血管等方面。与此同时此制备方法避免了传统的通过接枝修饰两性离子SBMA主链，更加简单易行，整个过程易于工业化。

技术领域

本发明涉及一种用于生物医用材料的并具有抗蛋白非特异性吸附的高柔韧性两性离子水凝胶以及其制备方法。

背景技术

在生物材料领域的一个非常重要的挑战就是材料表面非特异性蛋白质吸附的问题。在多数情况下，蛋白质非特异性吸附会引发许多不良生物级联反应。如对于血液接触材料，当血液首次接触外源物质时，血浆蛋白会在很短的时间内吸附到材料表面，形成一层生物分子吸附层，进而引起大量血小板的吸附，而血小板吸附对血栓的形成起着决定性的作用，最终导致材料的血液相容性降低。因此，利用抗蛋白质非特异性吸附材料进行表面修饰是提高材料抗吸附性能和生物相容性的有效解决途径之一。该类材料能通过静电作用或者离子键作用紧密结合水分子，形成一层物理和能量屏障以获得抗蛋白质非特异性吸附能力。近年来，在生物医学领域使用的各类抗蛋白质非特异性吸附材料中，聚乙二醇（PEG）材料和两性离子材料都被广泛应用。然而，在大多数生物化学相关溶剂中，PEG易氧化而失去其抗性，稳定性不足，在长时间的应用中常常失效。因此2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱（MPC），磺基甜菜碱（SBMA）和羧基甜菜碱（CBMA）等两性离子材料已被证实具有更加优秀的生物相容性和抗吸附性能，同时拥有相较PEG更高的稳定性。两性离子材料通过其正负电荷对之间的离子键合作用紧密结合水分子，形成一层比PEG更致密的水合层进而获得更加优秀的蛋白质非特异性吸附能力。同时作为一种超级亲水的材料，以两性离子为基础制备的水凝胶由于其高含水量可以模拟组织环境的细胞外基质，并提供长时间的生物相容性被广泛地应用于生物传感器，软性隐形眼镜，创口辅料涂层等。然而，一般情况下所制备的两性离子水凝胶由于其超亲水性能导致过量的含水率，往往力学性能较差，易碎，从而限制这种材料在一些需要具备一定力学要求医用材料方面的应用，如人工关节，人造器官，人工血管等骨科以及血管和心脏组织工程方面。

因此很多课题组在提高两性离子水凝胶力学性能方面，通过改变两性离子单体的骨架结构，改变交联剂结构或者引入一些较强力学性能的单体等方法，然而这些方法都比较复杂因此得不到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单、制备的水凝胶力学性能好、柔韧性高的两性离子水凝胶制备方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种高柔韧性两性离子水凝胶制备方法，其特征在于包括如下步骤：将[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵（SBMA）单体，交联剂以及引发剂溶解在去离子水中，所述 [2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵单体的溶解度为1.0 -2.0g/ml，所述交联剂分子的分子链两端都带有双键，分子链中间为“氧-碳-碳-氧” 相连的骨架结构即聚乙二醇分子链段，交联剂的分子量为330-20000，引发剂引发单体和交联剂链段分子上的不饱和键，通过自由基聚合反应制备出所述两性离子SBMA水凝胶，将所得到的水凝胶泡在水中5-8天，前三天每隔3-5小时换一次水，后面几天每12小时换一次水，以去除反应多余的单体，引发剂和交联剂。