[发明专利]光固化水凝胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种光固化水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将丝素蛋白水溶液与核黄素水溶液混匀后得到复合溶液；复合溶液经紫外光照射后固化，得到光固化水凝胶。本发明还提供了一种采用上述方法所制备的光固化水凝胶。本发明以紫外光照射含有丝素蛋白和核黄素的溶液，促使核黄素激发形成活性自由基，诱导丝素蛋白大分子基团间产生化学交联，从而制得一种透明度高，回弹性好的新型丝素蛋白水凝胶。

技术领域

本发明涉及水凝胶材料领域，尤其涉及一种光固化水凝胶及其制备方法。

背景技术

蚕丝是一种优异的天然蛋白质纤维，由乙氨酸、丙氨酸、丝氨酸等18种氨基酸组成。蚕丝具有许多独特的物理化学性质,特别是良好的生物相容性，对机体无毒性，无致敏和刺激作用，另外还具有优良的物理机械性能、降解性能，并且降解产物不会引起炎症反应。因此,近年来其用作生物医用材料的报道日益增多。

核黄素(又称维生素B2)，是构成生物体内氧化还原过程所必需的黄素辅酶的主要活性基因，能以自由或共轭形式广泛分布在人体组织器官中，被称为“联系生物体内单电子还原与双电子还原的桥梁”。核黄素对生物生长发育起重要作用，主要应用于临床口角炎、舌炎、口内炎、肛门炎、结膜炎及脂溢性皮炎等缺乏维生素所引起的病症。然而，近年最新研究认为核黄素还有利尿消肿、防治肿瘤、降低心脑血管病的功效。

生物体中许多组织具有水凝胶结构，水凝胶材料的透气性、透离子性、蛋白质的沉积状况都会直接影响材料的生物医学性能，水凝胶的结构与性能是影响其在生物体内应用效果的主要因素。应用于生物医学领域的水凝胶材料(如角膜接触镜材料、人工晶状体等)既要求材料具有较高的力学强度、溶胀度和弹性，又要求其具有很高的透明性。目前，因为角膜捐献的严重匮乏，组织工程技术正积极寻求能代替角膜的生物材料。而丝素蛋白因其良好的生物相容性和较好的透光性，被认为是人工角膜的极佳材料。

中国发明专利(申请号：201510207697.4)公开了一种仿软骨细胞外基质可注射水凝胶的制备方法，采用紫外光聚合技术，以甲基丙烯酰化丝素蛋白和马来酰化甲壳胺为原料，然后制备出仿软骨细胞外基质可注射水凝胶，该水凝胶虽然由模拟软骨细胞外基质的主要胶原蛋白和糖胺聚糖的全天然高分子构成，但是加入了甲苯以及三乙胺等化学物质，使得具有一定毒性。中国发明专利(申请号：201410547861.1)公开了一种复合丝素蛋白水凝胶及其制备方法，将剪碎的蚕茧加入碳酸钠溶液中，搅拌过滤，用去离子水清洗，真空干燥，用氯化钙溶解，然后透析过滤，得到的丝素蛋白溶液中加入不同含量的壳聚糖、聚乙烯醇、丙烯酸乙酯和海藻酸钠进行超声处理得到一种复合丝素蛋白水凝胶，该水凝胶透光性能较差，并且含有较多的小分子有毒物质，不能用于医用生物材料方面的研究。中国发明专利(申请号：201610470678.5)公开了另一种丝素蛋白互穿网络水凝及其制备方法，通过辣根过氧化物酶催化N-乙烯基吡咯烷酮单体发生聚合反应，生成聚乙烯吡咯烷酮并与丝素蛋白大分子发生分子链缠结，在一定条件下形成以无规卷曲结构为主的互穿网络(IPN)水凝胶，该丝素蛋白水凝胶材料具有高强度、弹性和透明度可作为高分子材料用于角膜修复。但是N-乙烯基吡咯烷酮单体有可能不完全反映，所得到的丝素蛋白水凝胶材料可能具有一定的细胞毒性，对细胞相容性的研究会产生一定影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种光固化水凝胶及其制备方法，本发明采用简单方法，制备了一种透明度高，回弹性好的新型丝素蛋白水凝胶。

本发明提供了一种光固化水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将丝素蛋白水溶液与核黄素水溶液混匀后得到复合溶液；

(2)复合溶液经紫外光照射5-60min后固化，得到光固化水凝胶。

进一步地，在步骤(1)中，丝素蛋白水溶液的浓度为10-200g/L。