CN103739862A - 明胶/羧甲基壳聚糖/poss光交联水凝胶及制备方法 - Google Patents
明胶/羧甲基壳聚糖/poss光交联水凝胶及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103739862A CN103739862A CN201410004076.1A CN201410004076A CN103739862A CN 103739862 A CN103739862 A CN 103739862A CN 201410004076 A CN201410004076 A CN 201410004076A CN 103739862 A CN103739862 A CN 103739862A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gelatin
- carboxymethyl chitosan
- modified
- solution
- hydrogel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 title claims abstract description 63
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 title claims abstract description 63
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 title claims abstract description 63
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 title claims abstract description 63
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 title claims abstract description 63
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 title claims abstract description 58
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 title claims abstract description 9
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 43
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone Chemical compound CC(C)(O)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 8
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 4
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000012869 ethanol precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 claims description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 abstract description 9
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 4
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 abstract 3
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 10
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 7
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 7
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 5
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 5
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 3
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 3
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 description 3
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 3
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 3
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 3
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- 229920002683 Glycosaminoglycan Polymers 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- PEAOIHXRBOPFRM-NSCUHMNNSA-N (7e)-3,4-dihydro-2h-1,5-dioxonine-6,9-dione Chemical group O=C/1OCCCOC(=O)\C=C\1 PEAOIHXRBOPFRM-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- BSMGLVDZZMBWQB-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-phenylpropan-1-one Chemical compound CC(C)C(=O)C1=CC=CC=C1 BSMGLVDZZMBWQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102000046299 Transforming Growth Factor beta1 Human genes 0.000 description 1
- 101800002279 Transforming growth factor beta-1 Proteins 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 210000002449 bone cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010952 in-situ formation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001299 polypropylene fumarate Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008467 tissue growth Effects 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种明胶/羧甲基壳聚糖/POSS水凝胶及制备方法。该凝胶主要成分是由改性明胶、改性羧甲基壳聚糖和八乙烯基低聚倍半硅氧烷组成。其制备方法包括：用甲基丙烯酸缩水甘油酯对明胶和羧甲基壳聚糖进行双键改性；改性明胶、改性羧甲基壳聚糖、八乙烯基低聚倍半硅氧烷及交联剂PEGDMA和光引发剂I2959配成溶液后光交联制备水凝胶。本发明优点：制备过程快速、简单，制备的水凝胶具有一定的生物相容性，同时在体系中引入八乙烯基低聚倍半硅氧烷，可显著提高凝胶的力学性能，使其材料同时满足修复组织的生物和力学要求，在修复骨和软骨方面有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种明胶/羧甲基壳聚糖/POSS光交联水凝胶及制备方法，属于生物凝胶材料技术领域。
背景技术
水凝胶的结构和细胞外基质（ECM）相似，能够为组织细胞及组织生长提供适宜的条件，并可通过原位注射等方法来实现组织修复，因此是用于组织修复和再生的一类非常重要的材料。在制备水凝胶的不同方法中，光交联因聚合的空间和时间可控、在室温或生理温度下快速反应、产生热量少及原位形成等优点而被广泛应用，尤其对不规则损伤组织，能使植入组织与周围组织环境接触良好。通过光交联将软骨细胞分散在聚氧乙烯(PEO)溶液中制备水凝胶，两周后培养液中糖胺聚糖含量和胶原II含量都有明显提高（Elisseeff J, McIntosh W, Anseth K, Riley S, Ragan P, Langer R. Photoencapsulation of chondrocytes in poly(ethylene oxide)-based semi-interpenetrating networks [J]. John Wiley & Sons, Inc. J Biomed Mater Res 2000, 51: 164–171）。
胶原广泛存在于各种组织中，具有良好的生物相容性和生物降解性，但有相关文献报道胶原在某些情况存在一定的抗原性。明胶是胶原的水解物，可保留胶原特性。通过光交联制备的明胶水凝胶，使软骨细胞生长良好（Hu XH, Ma L, Wang CC, Gao CY. Gelatin hydrogel prepared by photo-initiated polymerization and loaded with TGF-β1 for cartilage tissue engineering [J]. Macromol. Biosci. 2009, 9: 1194–1201）。壳聚糖是一种具有优良生物相容性、低毒性、生物可降解性的天然多糖，与ECM中的糖胺聚糖结构相似，但壳聚糖只能溶于酸性环境，因此近年来，水溶性壳聚糖衍生物得到了广泛的应用。
有相关研究已经制备上述明胶或水溶性壳聚糖水凝胶修复软骨组织，但力学性能均未能完全满足软骨组织要求。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）是一种新型的有机/无机杂化材料，集有机和无机材料的优异性能于一身，能使材料的力学性能和热性能有极大的改善。通过把含甲基丙烯键侧链的POSS接枝到聚富马酸丙二醇酯链中，在光照作用下，使POSS侧链作为交联点形成网状结构，加入POSS使其拉伸模量由1701±51 MPa提高到1975±86 MPa，力学性能有明显的改善（Wang K, Cai L, Wang SF, Methacryl-polyhedral oligomeric silsesquioxane as a crosslinker for expediting photo-crosslinking of poly(propylene fumarate): Material properties and bone cell behavior [J]. Polymer 2011, 52: 2827-2839）。因此在体系中引入POSS是一种提高材料力学性能的较佳途径。
目前有相关文献报道通过光交联这种简便的方法制备明胶或羧甲基壳聚糖单组份水凝胶 ，但通过光交联制备同时含有明胶和壳聚糖的水凝胶报道较少，而这种含有多种成份的水凝胶能够更好地模拟天然组织胶原/多糖成分。同时，在体系中引入含八个乙烯基的POSS（OV-POSS），既可显著提高凝胶的力学性能，也可改善凝胶的亲/疏水性，抑制活性因子的突释，在修复骨和软骨方面有良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种明胶/羧甲基壳聚糖/POSS光交联水凝胶及制备方法。所述凝胶具有良好的生物相容性和力学性能，其制备过程简单。
为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶，其特征在于：该光交联凝胶是在pH为7.2~7.4的磷酸盐缓冲液中，由甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的明胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的羧甲基壳聚糖和八乙烯基低聚倍半硅氧烷，同时在交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮存在条件下，经波长365nm紫外光照射交联而成。其中，所述的改性明胶为明胶氨基上接上双键，双键改性度为10%~50%；所述的改性的羧甲基壳聚糖为羧甲基壳聚糖氨基上接上双键，双键改性度为5%~20%；改性的明胶与改性的羧甲基壳聚糖质量比为(5~10):1，它们磷酸盐缓冲液中质量含量为5%~15%；八乙烯基低聚倍半硅氧烷质量含量为改性的明胶和改性的羧甲基壳聚糖总质量的0.1~0.5倍，交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯质量含量为改性的明胶和改性的羧甲基壳聚糖总质量的0.1~2倍，光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮质量含量为改性的明胶和改性的羧甲基壳聚糖总质量的0.02倍。
上述的明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）甲基丙烯酸缩水甘油酯改性明胶的制备：
（1）在50℃下将明胶溶于pH为9.6的碳酸盐缓冲液，配制成浓度为0.1g/mL的溶液；
（2）向步骤(1）制得的明胶溶液中加入所用的碳酸盐缓冲液的体积量的0.4~1.2倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，在50℃下搅拌反应3h，之后用乙醇沉淀、去离子水透析48h，冻干得到在明胶氨基上接有双键的改性明胶，双键改性度为10%~50%；
2）甲基丙烯酸缩水甘油酯改性羧甲基壳聚糖的制备:
在50℃下将数均分子量为9000的羧甲基壳聚糖溶于水中，配制成浓度为0.01g/mL溶液；向该羧甲基壳聚糖溶液加入体积量为该溶液体积量的0.05倍的三乙胺和0.15倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，及加入所用的羧甲基壳聚糖质量的5倍的四丁基溴化铵，在室温下反应72h，之后乙醇沉淀、透析48h，冻干得到在羧甲基壳聚糖氨基上接有双键的改性羧甲基壳聚糖，双键改性度为5%~20%；
3）明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶的制备：
（1）将步骤1）制得的改性明胶和步骤2）制得的改性羧甲基壳聚糖按质量比为(5~10):1加入pH为7.2~7.4的磷酸盐缓冲液中，配成质量浓度为5%~15%的混合磷酸盐缓冲溶液；
（2）向混合磷酸盐缓冲溶液加入质量为改性明胶和改性羧甲基壳聚糖总质量的0.1~2倍的交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯及加入0.02倍的光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(I2959)，均匀混合得到水凝胶前驱溶液；
（3）配制浓度0.1g/mL的八乙烯基低聚倍半硅氧烷（OV-POSS）的四氢呋喃溶液，向步骤（2）制得的前驱溶液中加入体积量为步骤（1）混合磷酸盐缓冲溶液体积量的0.1~0.6倍的八乙烯基低聚倍半硅氧烷的四氢呋喃溶液，超声分散，直至四氢呋喃挥发完毕；
（4）把步骤（3）制得的溶液在波长365nm下紫外光照射5~35min，得到明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶。
本发明的优点：采用光交联的方法，制备过程快速、简单，不必使用戊二醛等交联剂。在原料的选用上采用明胶/羧甲基壳聚糖两种生物材料，模拟天然组织多糖/胶原成分，实现其与修复组织成分的仿生化，增加材料的生物相容性。并且，引入OV-POSS有机/无机杂化材料，力学性能由698±191kPa提高为1160±134 kPa，可显著提高水凝胶的力学性能，同时还可以改善凝胶的亲/疏水性，抑制活性因子的突释，满足软骨/骨组织修复要求，在组织修复中具有良好的应用前景。
具体实施方式
实施例1：
称取A型明胶10g，溶解于100mL pH为9.6的碳酸盐缓冲溶液（CBS)，在50℃下搅拌直至完全溶解。加入40mL甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA），搅拌反应3h。把该溶液加到500mL乙醇中沉淀，用去离子水透析48h，于-42℃冻干48h，得到双键改性度为23%的改性明胶（Gel-GMA)；
称取数均分子量为9000、脱乙酰度为95%的羧甲基壳聚糖1g，溶解于100mL去离子水中，50℃下搅拌直至完全溶解，之后依次加入5mL三乙胺，15mL GMA及5g四丁基溴化铵在室温下反应72h。把上述溶液倒入500mL乙醇进行沉淀，去离子水透析48h，于-42℃冻干48h,得到双键改性度为12%的改性羧甲基壳聚糖（CS-GMA)；
称取上述制得的改性明胶0.24g和改性羧甲基壳聚糖0.03g，溶解于2.7mL的pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液（PBS）中，搅拌直至完全溶解。配制质量浓度为10%的光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（I2959）乙醇溶液，取该溶液54μL加入到上述PBS溶液及加入490μL聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（PEGDMA），搅拌溶解。配制质量浓度为10%的八乙烯基低聚倍半硅氧烷（OV-POSS）的四氢呋喃溶液，取该溶液540μL加入到上述PBS溶液，超声分散，直至四氢呋喃挥发完毕。在波长为365nm下紫外光照30min，得到明胶/羧甲基壳聚糖/POSS光交联凝胶，该凝胶的力学强度为702±113kPa。
实施例2：
称取A型明胶10g，溶解于100mL pH为9.6的CBS缓冲溶液中，在50℃下搅拌直至完全溶解。加入120mL GMA，搅拌反应3h。把该溶液加到500mL乙醇中沉淀，用去离子水透析48h，于-42℃冻干48h，得到双键改性度为43%的改性明胶（Gel-GMA)；
称取数均分子量为9000、脱乙酰度为95%的羧甲基壳聚糖1g，溶解于100mL水中，50℃下搅拌直至完全溶解，之后依次加入5mL三乙胺，15mL GMA及5g四丁基溴化铵在室温下反应72h，把上述溶液倒入500mL乙醇进行沉淀，去离子水透析48h，于-42℃冻干48h，得到双键改性度为12%的改性羧甲基壳聚糖（CS-GMA)；
称取上述制得的改性明胶0.24g和改性羧甲基壳聚糖0.03g，溶解于2.7mL的pH为7.4的PBS中，搅拌直至完全溶解。配制质量浓度为10%的光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（I2959）乙醇溶液，取该溶液54μL加入到上述PBS溶液及加入490μL PEGDMA，搅拌溶解。配制质量浓度为10%的OV-POSS的四氢呋喃溶液，取该溶液540μL到上述PBS溶液，超声分散，直至四氢呋喃挥发完毕。在365nm下紫外光照30min，得到明胶/羧甲基壳聚糖/POSS光交联水凝胶，该水凝胶力学强度为708±98kPa。
实施例3：
称取A型明胶10g，溶解于100mL pH为9.6的CBS缓冲溶液，在50℃下搅拌直至完全溶解。加入120mL GMA，搅拌反应3h。把该溶液加到500mL乙醇中沉淀，用去离子水透析48h，于-42℃冻干48h，得到双键改性度为43%的改性明胶（Gel-GMA)；
称取数均分子量为9000、脱乙酰度为95%的羧甲基壳聚糖1g，溶解于100mL水中，50℃下搅拌直至完全溶解，之后依次加入5mL三乙胺，15mL GMA及5g四丁基溴化铵在室温下反应72h，把上述溶液倒入500mL乙醇进行沉淀，去离子水透析48h，于-42℃冻干48h，得到双键改性度为12%的改性羧甲基壳聚糖（CS-GMA)；
称取上述制得的改性明胶0.24g和改性羧甲基壳聚糖0.03g，溶解于1.8mL的pH为7.4的PBS中，搅拌直至完全溶解。配制质量浓度为10%的光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（I2959）乙醇溶液，取该溶液54μL加入到上述PBS溶液及加入490μL PEGDMA，搅拌溶解。配制质量浓度为10%的OV-POSS的四氢呋喃溶液，取该溶液540μL到上述PBS溶液，超声分散，直至四氢呋喃挥发完毕。在365nm下紫外光照30min，得到明胶/羧甲基壳聚糖/POSS光交联水凝胶，该凝胶力学强度为1160±134kPa。
Claims (2)
1.一种明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶，其特征在于：该光交联凝胶是在pH为7.2~7.4的磷酸盐缓冲液中，由甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的明胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的羧甲基壳聚糖和八乙烯基低聚倍半硅氧烷，同时在交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮存在条件下，经波长365nm紫外光照射交联而成，其中，所述的改性明胶为明胶氨基上接上双键，双键改性度为10%~50%；所述的改性的羧甲基壳聚糖为羧甲基壳聚糖氨基上接上双键，双键改性度为5%~20%；改性的明胶与改性的羧甲基壳聚糖质量比为(5~10):1，它们磷酸盐缓冲液中质量含量为5%~15%；八乙烯基低聚倍半硅氧烷质量含量为改性的明胶和改性的羧甲基壳聚糖总质量的0.1~0.5倍，交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯质量含量为改性的明胶和改性的羧甲基壳聚糖总质量的0.1~2倍，光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮质量含量为改性的明胶和改性的羧甲基壳聚糖总质量的0.02倍。
2.一种按权利要求1所述的明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）甲基丙烯酸缩水甘油酯改性明胶的制备：
（1）在50℃下将明胶溶于pH为9.6的碳酸盐缓冲液，配制成浓度为0.1g/mL的溶液；
（2）向步骤（1）制得的明胶溶液中加入所用的碳酸盐缓冲液的体积量的0.4~1.2倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，在50℃下搅拌反应3h，之后用乙醇沉淀、去离子水透析48h，冻干得到在明胶氨基上接有双键的改性明胶，双键改性度为10%~50%；
2）甲基丙烯酸缩水甘油酯改性羧甲基壳聚糖的制备:
在50℃下将数均分子量为9000的羧甲基壳聚糖溶于水中，配制成浓度为0.01g/mL溶液；向该羧甲基壳聚糖溶液加入体积量为该溶液体积量的0.05倍的三乙胺和0.15倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，及加入所用的羧甲基壳聚糖质量的5倍的四丁基溴化铵，在室温下反应72h，之后乙醇沉淀、透析48h，冻干得到在羧甲基壳聚糖氨基上接有双键的改性羧甲基壳聚糖，双键改性度为5%~20%；
3）明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶的制备：
（1）将步骤1）制得的改性明胶和步骤2）制得的改性羧甲基壳聚糖按质量比为(5~10):1加入pH为7.2~7.4的磷酸盐缓冲液中，配成质量浓度为5%~15%的混合磷酸盐缓冲溶液；
（2）向混合磷酸盐缓冲溶液加入质量为改性明胶和改性羧甲基壳聚糖总质量的0.1~2倍的交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯及加入0.02倍的光引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，均匀混合得到水凝胶前驱溶液；
（3）配制浓度0.1g/mL的八乙烯基低聚倍半硅氧烷的四氢呋喃溶液，向步骤（2）制得的前驱溶液中加入体积量为步骤（1）混合磷酸盐缓冲溶液体积量的0.1~0.6倍的八乙烯基低聚倍半硅氧烷的四氢呋喃溶液，超声分散，直至四氢呋喃挥发完毕；
（4）把步骤（3）制得的溶液在波长365nm下紫外光照射5~35min，得到明胶/羧甲基壳聚糖/八乙烯基低聚倍半硅氧烷光交联水凝胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410004076.1A CN103739862B (zh) | 2013-07-25 | 2014-01-06 | 明胶/羧甲基壳聚糖/poss光交联水凝胶及制备方法 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013103143322 | 2013-07-25 | ||
| CN201310314332.2 | 2013-07-25 | ||
| CN201310314332 | 2013-07-25 | ||
| CN201410004076.1A CN103739862B (zh) | 2013-07-25 | 2014-01-06 | 明胶/羧甲基壳聚糖/poss光交联水凝胶及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103739862A true CN103739862A (zh) | 2014-04-23 |
| CN103739862B CN103739862B (zh) | 2015-07-15 |
Family
ID=50496939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410004076.1A Expired - Fee Related CN103739862B (zh) | 2013-07-25 | 2014-01-06 | 明胶/羧甲基壳聚糖/poss光交联水凝胶及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103739862B (zh) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104892843A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 厦门大学 | 一种含poss基具有自修复功能的梳型聚合物及其制备方法 |
| CN104961855A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-10-07 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 复合水凝胶材料的制备方法 |
| CN105088414A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-25 | 常州大学 | 一种壳聚糖衍生物交联纤维的制备方法 |
| CN107216660A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-29 | 辽宁大学 | 一种3d打印高拉伸强度水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN107213523A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-29 | 苏州大学附属第医院 | 一种促进成骨生长的共交联双网络水凝胶支架的制备方法 |
| CN108047465A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-05-18 | 浙江大学 | 一种甲基丙烯酸酯明胶/壳聚糖互穿网络水凝胶、制备方法及应用 |
| CN108404221A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-08-17 | 郑州轻工业学院 | 一种可注射性有机硅/壳聚糖纳米复合水凝胶及其制备方法与应用 |
| CN108434437A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-08-24 | 浙江日升昌药业有限公司 | 一种复方软膏制剂及其制备方法 |
| CN110156915A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-23 | 北京科技大学 | 一种儿茶酚/n-甲基丙烯酰化壳聚糖衍生物及其制备方法 |
| CN110407954A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-05 | 中国海洋大学 | 一种光/温双敏水凝胶及其制备方法 |
| CN110483846A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 湖南工业大学 | 一种阻燃生物质基抗菌膜的制备工艺 |
| WO2020051133A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | Massachusetts Eye And Ear Infirmary | Light activated adhesive scaffold |
| CN111205485A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-05-29 | 江南大学 | 一种增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法 |
| CN111454492A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-07-28 | 叶务初 | 一种高强度SiO2-有机硅协同改性壳聚糖的超疏水材料及其制法 |
| WO2021022382A1 (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | The University Of British Columbia | Method to synthesize gelatin methacryloyl hydrogels |
| CN113713120A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-30 | 浙江海洋大学 | 一种递送抗肿瘤药物的羧甲基壳聚糖纳米凝胶 |
| CN113956413A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-21 | 南京工业大学 | 一种纳米复合水凝胶的制备方法及其在促糖尿病伤口愈合中的应用 |
| CN114149516A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-08 | 齐鲁工业大学 | 一种壳聚糖衍生物及其制备方法与应用 |
| CN114805846A (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-29 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种水凝胶支架及其制备方法和应用 |
| CN115818810A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-03-21 | 安徽科凌沃特水处理技术有限公司 | 复合型聚合氯化铝水处理剂及其制备方法 |
| CN119345445A (zh) * | 2024-08-21 | 2025-01-24 | 深圳市龙岗区第二人民医院 | 一种抗菌促愈合水凝胶复合敷料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101773685A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-07-14 | 同济大学 | 一种高弹性促软骨原位再生支架的制备方法 |
| CN103087088A (zh) * | 2011-10-28 | 2013-05-08 | 江南大学 | 一种新型烷基笼型倍半硅氧烷纳米杂化物的制备及其应用 |
-
2014
- 2014-01-06 CN CN201410004076.1A patent/CN103739862B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101773685A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-07-14 | 同济大学 | 一种高弹性促软骨原位再生支架的制备方法 |
| CN103087088A (zh) * | 2011-10-28 | 2013-05-08 | 江南大学 | 一种新型烷基笼型倍半硅氧烷纳米杂化物的制备及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HA-NA NA ET AL.: ""Photocurable O-Carboxymethyl Chitosan Derivatives for Biomedical Applications:Synthesis, In vitro Biocompatibility, and Their Wound Healing Effects"", 《MACROMOLECULAR RESEARCH》, vol. 20, no. 11, 31 December 2012 (2012-12-31) * |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104961855A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-10-07 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 复合水凝胶材料的制备方法 |
| CN104961855B (zh) * | 2015-06-15 | 2017-04-12 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 复合水凝胶材料的制备方法 |
| CN104892843A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 厦门大学 | 一种含poss基具有自修复功能的梳型聚合物及其制备方法 |
| CN105088414A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-25 | 常州大学 | 一种壳聚糖衍生物交联纤维的制备方法 |
| CN107213523A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-29 | 苏州大学附属第医院 | 一种促进成骨生长的共交联双网络水凝胶支架的制备方法 |
| CN107216660A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-29 | 辽宁大学 | 一种3d打印高拉伸强度水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN108047465A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-05-18 | 浙江大学 | 一种甲基丙烯酸酯明胶/壳聚糖互穿网络水凝胶、制备方法及应用 |
| CN108404221A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-08-17 | 郑州轻工业学院 | 一种可注射性有机硅/壳聚糖纳米复合水凝胶及其制备方法与应用 |
| CN108434437A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-08-24 | 浙江日升昌药业有限公司 | 一种复方软膏制剂及其制备方法 |
| WO2020051133A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | Massachusetts Eye And Ear Infirmary | Light activated adhesive scaffold |
| CN110156915A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-23 | 北京科技大学 | 一种儿茶酚/n-甲基丙烯酰化壳聚糖衍生物及其制备方法 |
| CN110407954A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-05 | 中国海洋大学 | 一种光/温双敏水凝胶及其制备方法 |
| WO2021022382A1 (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | The University Of British Columbia | Method to synthesize gelatin methacryloyl hydrogels |
| CN110483846A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 湖南工业大学 | 一种阻燃生物质基抗菌膜的制备工艺 |
| CN110483846B (zh) * | 2019-08-20 | 2021-04-06 | 湖南工业大学 | 一种阻燃生物质基抗菌膜的制备工艺 |
| CN111205485A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-05-29 | 江南大学 | 一种增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法 |
| CN111205485B (zh) * | 2020-03-11 | 2022-03-04 | 江南大学 | 一种增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法 |
| CN111454492A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-07-28 | 叶务初 | 一种高强度SiO2-有机硅协同改性壳聚糖的超疏水材料及其制法 |
| CN114805846A (zh) * | 2021-01-28 | 2022-07-29 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种水凝胶支架及其制备方法和应用 |
| CN113713120A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-30 | 浙江海洋大学 | 一种递送抗肿瘤药物的羧甲基壳聚糖纳米凝胶 |
| CN113956413A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-21 | 南京工业大学 | 一种纳米复合水凝胶的制备方法及其在促糖尿病伤口愈合中的应用 |
| CN114149516A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-08 | 齐鲁工业大学 | 一种壳聚糖衍生物及其制备方法与应用 |
| CN115818810A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-03-21 | 安徽科凌沃特水处理技术有限公司 | 复合型聚合氯化铝水处理剂及其制备方法 |
| CN115818810B (zh) * | 2023-02-15 | 2024-12-27 | 安徽科凌沃特水处理技术有限公司 | 复合型聚合氯化铝水处理剂及其制备方法 |
| CN119345445A (zh) * | 2024-08-21 | 2025-01-24 | 深圳市龙岗区第二人民医院 | 一种抗菌促愈合水凝胶复合敷料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103739862B (zh) | 2015-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103739862B (zh) | 明胶/羧甲基壳聚糖/poss光交联水凝胶及制备方法 | |
| Xu et al. | Bioinspired double network hydrogels: from covalent double network hydrogels via hybrid double network hydrogels to physical double network hydrogels | |
| CN108047465B (zh) | 一种甲基丙烯酸酯明胶/壳聚糖互穿网络水凝胶、制备方法及应用 | |
| Wu et al. | Chitosan-based composite hydrogels for biomedical applications | |
| CN110951096B (zh) | 一种GelMA-氧化葡聚糖双网络水凝胶及其制备方法 | |
| Rashid et al. | Gelatin-based hydrogels | |
| CN106310383B (zh) | 一种可注射骨修复水凝胶及其制备方法 | |
| CN108066819B (zh) | 一种高强度的天然高分子水凝胶薄膜及其制备方法 | |
| CN105713106B (zh) | 一种海藻酸钠双交联水凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN107236135A (zh) | 一种明胶水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN107349470B (zh) | 一种无机纳米颗粒增强水凝胶的制备方法及其在人工骨膜中的应用 | |
| Fenn et al. | Anticancer therapeutic alginate-based tissue sealants for lung repair | |
| Na | Double network hydrogels with extremely high toughness and their applications | |
| CN101921481A (zh) | 透明质酸和聚天门冬氨酸原位交联型凝胶及其制备方法 | |
| CN110585485B (zh) | 一种竹纤维/羟基磷灰石/壳聚糖新型复合膜及制备方法 | |
| CN113476643B (zh) | 一种注射后可快速成胶并缓慢增强的水凝胶敷料的制备方法 | |
| Del Prado-Audelo et al. | Current progress of self-healing polymers for medical applications in tissue engineering | |
| John et al. | Nanocellulose-based hydrogels for biomedical applications | |
| CN103007342B (zh) | 生物可降解医用磷酸三钙/γ-聚谷氨酸复合材料及其制备方法 | |
| Lan et al. | Polyvinyl alcohol/chitosan quaternary ammonium salt composite hydrogel with directional macroporous structure for photothermal synergistic antibacterial and wound healing promotion | |
| Cuéllar Gaona et al. | Novel studies in the designs of natural, synthetic, and compound hydrogels with biomedical applications | |
| CN114752087B (zh) | 一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法 | |
| Wang et al. | Fabrication, characterization and potential application of biodegradable polydopamine-modified scaffolds based on natural macromolecules | |
| CN108503861A (zh) | 一种可得然胶/淀粉复合水凝胶及其制备方法和应用 | |
| Collins et al. | Hydrogel functionalization and crosslinking strategies for biomedical applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150715 Termination date: 20210106 |