[发明专利]一种低氧诱导水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开一种低氧诱导水凝胶及其制备方法，利用甲基丙烯酸酐得到甲基丙烯酰化的明胶，引入双键；利用香草醛上的醛基和甲基丙烯酰化的明胶上氨基反应将香草醛接枝上去，得到聚合物，利用该聚合物上的双键能和带巯基的透明质酸反应形成水凝胶，同时加入漆酶，构建一种低氧诱导水凝胶。同时本发明的优点在于制备方法简单，反应条件温和且具有可降解性。

技术领域

本发明属于水凝胶技术领域，涉及一种低氧诱导水凝胶的材料合成及其制备方法，更具体地说，涉及一种接枝改性的明胶(Geln-MA-Van)及其制备方法，该聚合物能够和漆酶作用形成低氧环境，能够通过与带巯基的透明质酸反应形成水凝胶。

背景技术

明胶作为一种生物可降解材料，由于其生物相容性，可降解性，广泛的用于水凝胶的制备中，在这里，我们可以通过甲基丙烯酸酐对明胶进行改性，形成甲基丙烯酰化的明胶，在明胶上引入双键结构，从而使其能够与带巯基的透明质酸反应成胶。在很多方面都可以得到很好的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低氧诱导水凝胶及其制备方法，旨在通过带双键的明胶和带巯基的透明质酸通过漆酶诱导构建一种能够产生低氧的微环境。由于香草醛上的酚羟基可以在漆酶的作用下，消耗氧气，产生一种低氧环境，在这里我们利用这点将香草醛接枝到甲基丙烯酰化的明胶上，从而构建一种低氧诱导水凝胶体系。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种低氧诱导水凝胶及其制备方法，以香草醛分散在无水乙醇中并加入到明胶的水溶液中，利用明胶的氨基和香草醛的醛基反应将香草醛接枝到明胶上，再将产物和带巯基的透明质酸配制成水溶液并加入漆酶，室温下静置即可得到水凝胶；明胶为甲基丙烯酰化明胶。

而且，甲基丙烯酰化明胶按照下述步骤进行制备：将明胶使其在40℃水浴下搅拌至完全溶解，加入极少量的氢氧化钠；然后量取二甲基甲酰胺(DMF)缓慢加入明胶溶液中，搅拌混合均匀后加入甲基丙烯酸酐，之后40℃下搅拌反应2h。在反应结束后，将反应溶液倒入无水乙醇中搅拌沉降，倒掉清液，留下沉降物并剪成小块，加入少量无水乙醇进一步搅拌，抽滤干燥，将干燥后的产物溶于适量的去离子水中，完全溶解后放入冻干机中冻干，得到白色泡沫塑料状甲基丙烯酰化明胶，具体参考Lee B H,Shirahama H,Cho N J,etal.Efficient and Controllable Synthesis of Highly Substituted GelatinMethacrylamide for Mechanically Stiff Hydrogels[J].Rsc Advances,2015,5(128):106094-106097。在制备甲基丙烯酰化的明胶中，温度过低，明胶不能够溶解于水中，未能发生反应。而当温度过高时，甲基丙烯酸酐在高温下不稳定，容易分解，因此选择最佳的反应温度为40—45度；考察 Geln-MA的制备反应时间，反应时间过短，可能会使产物的枝化程度不高；反应时间过长，可能会使产物过度枝化而相互交联，继而影响最终产物的性能，因此选择的反应时间为2—3小时；明胶和甲基丙烯酸酐的含量会影响所需最终产物的形成与性能，因此选择的明胶的含量为4g，甲基丙烯酸酐的含量为290μl。

而且，利用明胶的氨基和香草醛的醛基反应将香草醛接枝到明胶上，之后用丙酮沉淀，将沉淀放入真空干燥箱中20—24h，即得到产物(Geln-MA-Van)，香草醛和明胶的质量比为1：(1—5)，优选1：(2—5)，反应温度为35—38摄氏度，反应时间为40—80h，优选60—74h。

而且，将明胶和香草醛反应产物、带巯基的透明质酸配制成水溶液，固含量为10—30wt％，优选15—25wt％，明胶和香草醛反应产物(Geln-MA-Van)的双键(碳碳双键) 和带巯基的透明质酸的巯基为等摩尔比；固含量为明胶和香草醛反应产物、带巯基的透明质酸的质量之和/(明胶和香草醛反应产物、带巯基的透明质酸和水的质量之和)。

而且，漆酶在水溶液中加入量为20—25U/mL。