[发明专利]一种具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、将甲基丙烯酸酯化鱼明胶溶液和pH响应性聚合物单体溶液等体积混合，制备得到预凝胶溶液；S2、通过调整二氧化硅纳米颗粒的直径，制备得到具有不同结构色的胶体晶体正结构模板；S3、将步骤S1得到的预凝胶溶液灌注到步骤S2得到的胶体晶体正结构模板的表面和缝隙中，紫外照射固化后去除胶体晶体正结构模板，制备得到具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜。本发明制备的具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜用于创面修复以及创面环境pH动态监测。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体涉及一种具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜及其制备方法。

背景技术

在创面修复这一研究课题上，目前已经涌现了大量先进的促进创面愈合的材料。其中，明胶水凝胶是使用最为广泛的水凝胶材料之一。明胶是一种从动物细胞外基质中提取的生物聚合物，具有独特的细胞粘附域和金属蛋白酶反应序列，因此细胞很容易在明胶支架中增殖和扩散。目前，由明胶衍生的材料——甲基丙烯酸酯化明胶水凝胶已经广泛应用于伤口修复的研究。

目前常用的明胶主要来源于猪，牛等哺乳类动物，免疫原性不够理想，在临床上存在产生免疫排斥反应的风险。此外，目前用于创面修复的材料通常结构和功能较为简单，通常只具有促进创面愈合的单一功能，而缺乏对创面愈合情况的实时报告。

鱼明胶是从鱼皮，鱼骨，鱼鳞等材料中提取出来的天然材料，与哺乳动物的明胶相比，它具有制备成本低、免疫原性低、宗教限制少等优势。通过将光交联基团嫁接到鱼明胶上，合成了甲基丙烯酸酯化鱼明胶。它在光引发剂的存在下，可以紫外诱导聚合形成稳定的水凝胶。反蛋白石水凝胶薄膜是由具有独特三维周期性多孔结构的柔性材料。当有光照射时，薄膜的多孔结构可以调制入射光的传播，从而在可见光波长范围内显示出明亮的结构色。特别地，当有响应性聚合物存在时，薄膜的内部结构和结构色可以随外部刺激而发生变化。因此，反蛋白石结构膜在生物传感方面具有重要应用价值。

基于以上几点，本发明以甲基丙烯酸酯化鱼明胶和pH响应性聚合物单体为主要原料，提供一种具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜及其制备方法。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将甲基丙烯酸酯化鱼明胶溶液和pH响应性聚合物单体溶液等体积混合，制备得到预凝胶溶液，将预凝胶溶液超声混匀并避光保存；

S2、通过调整二氧化硅纳米颗粒的直径，制备得到具有不同结构色的胶体晶体正结构模板；具体的，在干净的玻片上，使用不同尺寸的二氧化硅纳米颗粒自组装形成具有不同结构色的胶体晶体正结构模板；

S3、在玻片的两端分别放置垫片，将另一块洁净的玻片放在胶体晶体正结构模板的上方，将步骤S1得到的预凝胶溶液灌注到步骤S2得到的胶体晶体正结构模板的表面和缝隙中，填满两个玻片之间的空隙，静止一段时间后紫外照射固化，然后去除胶体晶体正结构模板，制备得到具有pH响应性的鱼明胶水凝胶反蛋白石薄膜。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤S1中，所述甲基丙烯酸酯化鱼明胶溶液的浓度为15-30％，保存于45℃水浴中防止甲基丙烯酸酯化鱼明胶溶液低温成胶；pH响应性聚合物单体溶液的浓度为5-15％。

进一步地，步骤S1中，所述pH响应性聚合物单体选自丙烯酸(AA)、乙烯基膦酸(VPA)和乙烯基咪唑(VI)中的一种。

进一步地，步骤S1中，所述预凝胶溶液中添加有交联剂，交联剂的添加比例为0.1-0.5w/v％，交联剂优选为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。