一种生物基湿粘附水凝胶制备方法

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种生物基湿粘附水凝胶制备方法。

背景技术：

1、水凝胶是一种具有亲水性三维网络和丰富水成分的柔性材料，由于含水量大且与人体结构相容，已经引起研究人员的广泛研究。目前，水凝胶被广泛应用于软机器人、可穿戴设备、组织工程等生物医学领域。然而，湿组织表面的水分会在水凝胶和组织界面之间形成一个屏障，削弱粘附基团与组织之间的相互作用，降低水凝胶的湿粘附性能。此外，过度吸水会导致水凝胶溶胀，导致粘附失效，从而限制其应用。目前常用于制备具有抗溶胀/湿粘附性水凝胶的方法大都使用自由基聚合法，需要额外引入紫外光(cn202410359069.7)或化学交联剂(cn202210636194.9)，这可能会引发伤口的二次感染。因此，开发一种成胶条件温和、抗溶胀、可实现潮湿环境中的稳固粘附以及生物相容性良好的生物基水凝胶具有极高的临床意义。

技术实现思路

1、为了克服上述技术存在的缺陷，本发明提供一种生物基湿粘附水凝胶制备方法。

2、本发明的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1：通过酰氯反应将胆固醇氯甲酸酯接枝到聚乙烯亚胺主链上，得到两亲性聚合物胆固醇聚乙烯亚胺；将两亲性聚合物加入碱性溶液中，制备得到两亲性胶束分散液。

4、步骤2：通过酰胺反应将多巴胺接枝到阴离子多糖主链上，得到多巴胺改性阴离子多糖；将多巴胺改性阴离子多糖加入到碱性溶液中，加热溶解，得到a溶液。

5、步骤3：通过酰胺反应将二羟苯硼基团接枝到阳离子聚合物主链上，得到二羟苯硼基改性阳离子聚合物；将二羟苯硼基改性阳离子聚合物加入到步骤1制备的两亲性胶束分散液中，加热溶解，得到b溶液。

6、步骤4：将步骤2中的a溶液和步骤3中的b溶液混合，充分搅拌后，交联制得生物基湿粘附水凝胶。

7、进一步的，步骤1中，两亲性胶束分散液的浓度为0～15mg/ml，碱性溶液为ph＞7的溶液。优选地，两亲性胶束分散液的浓度为7.5mg/ml；更优选地，碱性溶液为三羟甲基氨基甲烷三盐酸盐缓冲液(tris-hcl缓冲液)，缓冲液的浓度为50mm，ph＝8.5。

8、进一步的，步骤2中，阴离子多糖选自如下任意一种：透明质酸、海藻酸钠、褐藻糖胶、结冷胶、肝素、硫酸软骨素。优选地，阴离子多糖为透明质酸。

9、进一步的，步骤2中，a溶液中多巴胺改性阴离子多糖的含量为2～10wt.％。优选地，a溶液中多巴胺改性阴离子多糖的含量为8wt.％；更优选地，碱性溶液为tris-hcl缓冲液，缓冲液的浓度为50mm，ph＝8.5。

10、进一步的，步骤2中，加热温度为30～60℃，加热时间为1～3h。优选地，加热温度为50℃；更优选地，加热时间为2h。

11、进一步的，步骤3中，阳离子聚合物选自如下任意一种：ε-聚赖氨酸盐酸盐、壳寡糖；含有二羟苯硼基的物质选自如下任意一种：4-羧基苯硼酸、3-羧基-4-氟苯硼酸。优选地，阳离子聚合物为ε-聚赖氨酸盐酸盐；更优选地，含有二羟苯硼基的物质为4-羧基苯硼酸。

12、进一步的，步骤3中，b溶液中二羟苯硼基改性阳离子聚合物的含量为20～50wt.％。优选地，b溶液中二羟苯硼基改性阳离子聚合物的含量为40wt.％。

13、进一步的，步骤3中，加热温度为30～60℃，加热时间为1～3h。优选地，加热温度为50℃；更优选地，加热时间为2h。

14、进一步的，步骤4中，搅拌时间为0.5～3min。优选地，搅拌时间为1min。

15、本发明与现有技术相比具有以下优点以及有益效果：

16、(1)与自由基聚合不同，本发明所制备水凝胶无需额外加入化学交联剂或紫外光引发，成胶条件温和，属于自交联水凝胶。

17、(2)本发明所使用的湿粘附策略为仿贻贝策略和疏水策略，通过水凝胶的自疏水化作用发挥初期排水作用，并逐渐暴露出粘附基团实现对湿组织的稳定粘附。

18、(3)本发明制备的水凝胶具备优异的湿粘附性能，可实现对湿组织的良好粘附。

19、(4)本发明制备的水凝胶内部的多重交联网络赋予水凝胶良好的抗溶胀性能(溶胀率＜150％)。

20、(5)本发明制备的湿粘附水凝胶具有优异的自愈性能，可以根据伤口大小调节形状，使用方便，适用范围广。

技术特征：

1.一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤1中，两亲性胶束分散液的浓度为0～15mg/ml，碱性溶液为ph＞7的溶液。

3.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤2中，阴离子多糖选自如下任意一种：透明质酸、海藻酸钠、褐藻糖胶、结冷胶、肝素、硫酸软骨素。

4.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤2中，a溶液中多巴胺改性阴离子多糖的含量为2～10wt.％。

5.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤2中，加热温度为30～60℃，加热时间为1～3h。

6.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤3中，阳离子聚合物选自如下任意一种：ε-聚赖氨酸盐酸盐、壳寡糖；含有二羟苯硼基的物质选自如下任意一种：4-羧基苯硼酸、3-羧基-4-氟苯硼酸。

7.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤3中，b溶液中二羟苯硼基改性阳离子聚合物的含量为20～50wt.％。

8.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤3中，加热温度为30～60℃，加热时间为1～3h。

9.如权利要求1所述的一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤4中，搅拌时间为0.5～3min。

技术总结
本发明公开了一种生物基湿粘附水凝胶制备方法，具体为：通过酰氯反应将胆固醇氯甲酸酯接枝到聚乙烯亚胺主链上，得到两亲性聚合物胆固醇聚乙烯亚胺；将其加入碱性溶液中，制备得到两亲性胶束分散液；通过酰胺反应将多巴胺接枝到阴离子多糖主链上，得到多巴胺改性阴离子多糖；将其加入到碱性溶液中，加热溶解得到A溶液；通过酰胺反应将二羟苯硼基团接枝到阳离子聚合物主链上，得到二羟苯硼基改性阳离子聚合物；将其加入到制备的两亲性胶束分散液中，加热溶解得到B溶液；将A溶液和B溶液混合，充分搅拌后，交联制得生物基湿粘附水凝胶。本发明制备的水凝胶展现出强湿粘附性、抗溶胀性、自愈性、良好的生物相容性以及使用方便的优点。

技术研发人员：韩璐,张琦琦,李肖壮,刘迪
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10