[发明专利]可快速固化的双交联水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种可快速固化的双交联水凝胶及其制备方法与应用。所述制备方法包括：至少将结冷胶与甲基丙烯酸酐混合反应，获得双键修饰的结冷胶；至少将甲基丙烯酸缩水甘油酯与胶原混合反应，获得双键修饰的胶原；至少将所述双键修饰的结冷胶与光引发剂及所述双键修饰的胶原混合，并于二价离子浴中浸泡获得离子交联的水凝胶，之后进行光引发反应，获得紫外光二次固化的双交联水凝胶。相较现有技术，本发明将甲基丙烯酸酐和甲基丙烯酸缩水甘油酯分别修饰在结冷胶和胶原上，获得双键修饰且可水溶的结冷胶和胶原，从而获得可快速固化的双交联水凝胶，其固化时间短、内部孔隙分布均匀、生物相容性好，为干细胞的存活和增殖提供良好的三维支撑生存环境。

技术领域

本发明涉及一种双交联水凝胶，具体涉及一种三维的干细胞的培养，并促使所述干细胞进行增殖和分化的双交联水凝胶及其制备方法与应用，属于组织工程材料制备技术领域。

背景技术

人体组织损伤、缺损会导致功能障碍。随着科学技术的发展，组织工程已成为修复损伤组织的一种重要手段。组织工程是指运用工程学和生命科学的原理和方法，研究正常和病理条件下组织结构与功能的关系，开发生物替代品，修复、维持和改善组织功能；其基本策略为使用细胞、生物材料和生长因子，通过体外的培养与构建策略，重建组织结构和功能应用工程学和生命科学的原理，开发能够恢复、维持或改善组织功能的生物替代品。

目前，组织工程主要思路是将功能相关的活细胞接种于细胞外基质替代物上，这种替代物能为细胞提供一个空间结构，细胞能够在上面生长，通过体外培养一定时间后形成细胞与替代物的复合物，然后将得到的复合物移植到体内受损组织处，修复受损组织。近年来，组织工程的研究内容主要集中在开发研究生物材料、生长因子、种子细胞培养及细胞与支架材料的复合及塑形等方面。

目前组织工程中细胞接种的常用方法包括：细胞接种于支架材料上和细胞与材料共混成水凝胶支架，其中细胞与材料共混能更好的控制细胞的分布，而且在细胞粘附、增殖、迁移与立体结构方面有诸多优势；此外通过控制共混水凝胶支架的形状可以提高组织修复的精确度和准确度。但为了确保细胞的活性通常需要寻找具有较高生物相容性的材料。

干细胞具有高增殖率、多分化潜能以及低免疫原性等特性，是最理想的组织工程用种子细胞。组织工程常用的包埋细胞的水凝胶材料包括明胶、胶原、透明质酸、壳聚糖、海藻酸盐、聚乳酸、聚己内酯等。高分子化合物具有较多的活性官能团，可以对其进行化学修饰，从而用不同的方法形成水凝胶，另外，通过调节水凝胶支架的性质，例如在水凝胶支架中掺杂细胞外基质，可能会增加细胞的黏附和趋化宿主细胞的迁移，同时也可能会增加种子细胞的分化能力。但多数人工合成高分子材料生物相容性低，降解不彻底，而天然的高分子材料降解速率较快，机械性能较差；因此，寻找生物相容性好以及可降解的材料作为三维培养细胞的支架尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可快速固化的双交联水凝胶及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一个目的在于提供所述可快速固化的双交联水凝胶的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种可快速固化的双交联水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)至少将结冷胶与甲基丙烯酸酐混合反应，获得双键修饰的结冷胶；

(2)至少将甲基丙烯酸缩水甘油酯与胶原混合反应，获得双键修饰的胶原；

(3)至少将所述双键修饰的结冷胶与光引发剂及所述双键修饰的胶原混合，并于二价离子浴中浸泡获得离子交联的水凝胶，之后进行光引发反应，获得紫外光二次固化的双交联水凝胶。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的可快速固化的双交联水凝胶。

本发明实施例还提供了前述的可快速固化的双交联水凝胶于细胞培养或组织工程领域的用途。