CN107236134B - 大鲵分泌物水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

大鲵分泌物水凝胶及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大鲵分泌物水凝胶及其制备方法和应用,大鲵分泌物水凝胶的原料包括大鲵分泌物、乙酸或乙酸溶液、藻酸盐以及溶剂。乙酸小分子能够打破了大鲵分泌物蛋白质链间/链内离子络合和氢键,当与藻酸盐混合时,来自蛋白质链的胺基和藻酸盐的羧酸基团的离子络合的交联网络在短时间内形成,从而得到在水中依然具有良好粘附性能的大鲵分泌物水凝胶。上述大鲵分泌物水凝胶还具有良好的自愈合能力,可广泛应用于生物粘合剂以及制备治疗创伤的药物中。

Description

大鲵分泌物水凝胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物材料领域,尤其是涉及一种大鲵分泌物水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
两栖动物暴露于各种各样的环境中,其独特的皮肤在它们的生理调节中起关键作用。它们的皮肤分泌物含有丰富的生物活性物质,并且已经被广泛地探索作为用于镇痛、抗生素、伤口愈合、抗糖尿病,抗病毒,抗癌和心血管治疗的药物候选物的巨大财宝。然而,迄今为止,尽管对其独特的和本能的生物活性有越来越多的研究,集中于制备用于生物材料应用的两栖动物的皮肤分泌物的研究很少。
大鲵,也被称为“中国大蝾螈”,属于大鲵科,是最大的现存两栖动物物种之一,并且是著名的“活化石”,它的存在可追溯到3.5亿年前。它在生物多样性,遗传进化和生物化学领域显示了巨大的研究进展和宝贵的潜力。在某些环境刺激下,大鲵皮肤将产生大量的分泌物,前期的研究发现大鲵的分泌物具有一定的粘度,可在体外用作粘合剂。
然而,从大鲵表皮上提取的大鲵的分泌物虽然在体外有一定的粘合性能,但是在水中,大鲵的分泌物的粘合性能较差,限制了其在有水的环境例如体内伤口粘合等的应用。
发明内容
基于此,有必要提供一种在水中依然具有良好粘附性能的大鲵分泌物水凝胶及其制备方法和应用。
一种大鲵分泌物水凝胶,其原料包括大鲵分泌物、乙酸或乙酸溶液、藻酸盐以及溶剂;
按质量份数计,所述大鲵分泌物占1份~10份,所述乙酸或所述乙酸溶液中含有的乙酸占3份~10份,所述藻酸盐占0.5份~5份,所述溶剂占70份~100份。
在一个实施方式中,所述大鲵分泌物为大鲵粘液的冻干粉末或者真空干燥粉。
在一个实施方式中,所述藻酸盐选自藻酸钠、藻酸钾以及藻酸钙中的至少一种。
在一个实施方式中,所述大鲵分泌物水凝胶的pH值为3~5。
在一个实施方式中,所述溶剂为水。
在一个实施方式中,按质量份数计,其原料包括以下组份:
Figure BDA0001266367120000021
在一个实施方式中,在水中所述大鲵分泌物水凝胶相互之间的粘附力为20kJ/m3以上。
一实施方式的大鲵分泌物水凝胶的制备方法,包括如下步骤:
将1份~10份的大鲵分泌物加入酸性溶液中,混合形成乳液,其中所述酸性溶液含有3份~10份的乙酸;
取0.5份~5份的藻酸盐溶解在溶剂中配制得到电解液;以及
将所述乳液与所述电解液混合,得到所述大鲵分泌物水凝胶。
在一个实施方式中,所述大鲵分泌物采用如下方法制备:
从成年大鲵的外表面刮取大鲵粘液;
将所述大鲵粘液置于空气中氧化至所述大鲵粘液呈白色胶状;
将氧化后的所述大鲵粘液冻干或者真空干燥,得到所述大鲵分泌物。
上述的大鲵分泌物水凝胶在生物粘合剂以及制备治疗创伤的药物中的应用。
上述大鲵分泌物水凝胶,其原料包括大鲵分泌物、乙酸或乙酸溶液、藻酸盐以及溶剂。发明人意外发现,通过大鲵分泌物与藻酸盐以及乙酸反应,能够得到在水下具有良好粘附性能的大鲵分泌物水凝胶。试验结果表明,该大鲵分泌物水凝胶粘合在载玻片上后,在水中能够承受至少20g重量的拉伸而不被拉开,水中粘附性能强。粘合在动物皮肤组织上时,粘附力更强,可达到80.8kPa-±8.8kPa的剪切粘附应力。在水中大鲵分泌物水凝胶相互之间的粘附力为20kJ/m3以上,甚至达到92.8kJ/m3以上。
附图说明
图1为大鲵分泌物水凝胶离子络合作用的示意图;
图2为一实施方式的大鲵分泌物水凝胶的制备方法的流程图;
图3为收集大鲵粘液的示意图;
图4为真空干燥后大鲵分泌物的形态图;
图5为大鲵分泌物在水中自组装膨松形成“U”形水凝胶的示意图;
图6为大鲵分泌物水凝胶滴加在载玻片上的示意图;
图7为大鲵分泌物水凝胶挂置在20g的重物后在水中的示意图;
图8为大鲵分泌物水凝胶挂置在20g的重物后在水中72h后的示意图;
图9为大鲵分泌物水凝胶滴加在猪皮上的示意图;
图10为大鲵分泌物水凝胶悬挂500g重物的示意图;
图11为拉伸测试仪测试大鲵分泌物水凝胶的搭接剪切粘附应力的示意图;
图12底物为猪皮时大鲵分泌物水凝胶、氰基丙烯酸酯以及纤维蛋白胶的剪切粘附能力的曲线图;
图13底物为猪皮时大鲵分泌物水凝胶、氰基丙烯酸酯以及纤维蛋白胶的剪切粘附能力的统计图;
图14底物为PDMS时大鲵分泌物水凝胶、氰基丙烯酸酯以及纤维蛋白胶的剪切粘附能力的曲线图;
图15底物为PDMS时大鲵分泌物水凝胶、氰基丙烯酸酯以及纤维蛋白胶的剪切粘附能力的结果统计图;
图16为平行板流变仪测试大鲵分泌物水凝胶的法向应力的示意图;
图17为平行板流变仪测试大鲵分泌物水凝胶的法向应力的曲线图;
图18为平行板流变仪测试大鲵分泌物水凝胶、氰基丙烯酸酯以及纤维蛋白胶的法向应力的结果统计图;
图19为水中浸泡后大鲵分泌物水凝胶在猪皮表面的剪切粘附应力的结果统计图;
图20为水中浸泡后大鲵分泌物水凝胶在PDMS表面的剪切粘附应力的结果统计图;
图21为大鲵分泌物水凝胶、大鲵分泌物-乙酸以及藻酸钠的储能模量曲线;
图22为大鲵分泌物水凝胶、大鲵分泌物-乙酸以及藻酸钠的损耗模量曲线;
图23为大鲵分泌物水凝胶、大鲵分泌物-乙酸以及藻酸钠的复数粘度曲线;
图24为大鲵分泌物水凝胶的在水中的溶胀比曲线;
图25为不同溶胀比的大鲵分泌物水凝胶的拉伸力-伸长应变循环曲线;
图26为不同溶胀比的大鲵分泌物水凝胶的消散能量结果统计图;
图27为不同溶胀比的大鲵分泌物水凝胶的储能模量曲线;
图28为大鲵分泌物水凝胶的消散能量与固含量的线性关系图;
图29为在水中和在尿素中溶胀的消散能量的结果统计图;
图30为大鲵分泌物水凝胶切割后的示意图;
图31为大鲵分泌物水凝胶切割后自愈合的示意图;
图32为大鲵分泌物水凝胶自愈合后悬挂重物的示意图;
图33为切割前后大鲵分泌物水凝胶的储能模量曲线;
图34为在1rad/s的剪切速率下的大鲵分泌物水凝胶的动态应变振幅统计图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
一实施方式的大鲵分泌物水凝胶,原料包括大鲵分泌物、乙酸或乙酸溶液、藻酸盐以及溶剂。按质量份数计,大鲵分泌物占1份~10份,乙酸或乙酸溶液中含有的乙酸占3份~10份,藻酸盐占0.5份~5份,溶剂占70份~100份。
发明人意外发现,大鲵分泌物、藻酸盐、乙酸以及溶剂按上述配比的反应后,能够得到在水下依然具有良好粘附性能的大鲵分泌物水凝胶。虽然其机理目前没有完全研究透彻,但其水下粘附性能可能跟疏水性聚集、氢键、蛋白质二级结构和聚电解质络合等有关。请参阅图1,一种解释可能是乙酸小分子能够打破大鲵分泌物蛋白质链间/链内离子络合和氢键,当与藻酸盐混合时,来自蛋白质链的胺基和藻酸盐的羧酸基团的离子络合的交联网络在短时间内形成,从而得到在水中依然具有良好粘附性能的大鲵分泌物水凝胶。同时,将上述大鲵分泌物水凝胶切割后,还具有较好的自愈合能力。
其中,大鲵分泌物可以为大鲵粘液的冻干粉末或者真空干燥粉。大鲵的皮肤表面分泌的大鲵粘液是丰富和可持续的,取大鲵粘液作为原材料经济实用。将大鲵粘液冻干或真空干燥形成冻干粉末或者真空干燥粉方便原料的保藏及使用。
藻酸盐可以选自藻酸钠、藻酸钾以及藻酸钙中的至少一种。例如可单独以藻酸钠、藻酸钾或藻酸钙作为藻酸盐的原料,也可任取其中两种或三种作为藻酸盐的原料。本实施例中,采用藻酸钠作为藻酸盐的原料。
溶剂可以为水。水的刺激性小,获得的大鲵分泌物水凝胶无刺激性,可用于医用的粘合剂中。
在其中一个实施例中,大鲵分泌物水凝胶,按质量份数计,大鲵分泌物水凝胶的原料由1份~10份的大鲵分泌物、0.5份~5份的藻酸盐、3份~10份的乙酸以及70份~100份的溶剂组成,除杂质外,不含其它组分。
在其中一个实施例中,大鲵分泌物水凝胶的pH值为3~5。pH值为3~5之间粘附力更强。具体可以通过调节乙酸的用量或者加入pH值调节剂等调节最终得到的大鲵分泌物水凝胶的pH值。
一个实施例的大鲵分泌物水凝胶,按质量份数计,其原料包括以下组份:大鲵粘液的冻干粉末或者真空干燥粉5份、藻酸钠1份、乙酸6份以及水88份。实验表明,该配比的大鲵分泌物水凝胶在水中粘附性能超强,同时该大鲵分泌物水凝胶切割后还具有良好的自愈合能力。
在水中,上述大鲵分泌物水凝胶相互之间的粘附力一般为20kJ/m3以上,有些甚至能够达到92.8kJ/m3以上。
试验结果表明,上述大鲵分泌物水凝胶粘合在载玻片上后,在水中能够承受至少20g重量的拉伸而不被拉开,水中粘附性能强。粘合在动物皮肤组织上时,粘附力更强,可达到80.8kPa±8.8kPa的剪切粘附应力。在水中大鲵分泌物水凝胶相互之间的粘附力为20kJ/m3以上,甚至达到92.8kJ/m3以上。进一步的实验表明上述大鲵分泌物水凝胶切割后具有良好的自愈合能力,
此外,请参阅图2,一实施方式的大鲵分泌物水凝胶的制备方法,包括如下步骤S110~S130。
S110、将1份~10份的大鲵分泌物加入酸性溶液中,混合形成乳液,其中酸性溶液含有3份~10份的乙酸。
在一个实施例中,大鲵分泌物采用如下方法制备:从成年大鲵的外表面刮取大鲵粘液,然后将大鲵粘液置于空气中氧化至大鲵粘液呈白色胶状,将氧化后的大鲵粘液冻干或者真空干燥。具体的,冻干可以在-80℃~-20℃的条件进行,进而得到大鲵分泌物。经空气初步氧化可以形成胶状,冻干或者真空干燥后获得的大鲵分泌物具有良好的自组装能力,进一步提高大鲵粘液的黏度,从而形成在水中依然具有强粘附力的水凝胶。当然,可以理解,在其他实施方式中,也可以是购买市售的大鲵分泌物作为原料。
酸性溶液的溶剂可以为水。水的刺激性小,获得的大鲵分泌物水凝胶无刺激性,可用于医用的粘合剂中。大鲵分泌物加入酸性溶液中后,酸性溶液中的乙酸分子打破大鲵分泌物蛋白质链间/链内离子络合和氢键,形成混浊的乳液。
S120、取0.5份~5份的藻酸盐溶解在溶剂中配制得到电解液。
藻酸盐可以选自藻酸钠、藻酸钾以及藻酸钙中的至少一种。例如可单独以藻酸钠、藻酸钾或藻酸钙作为藻酸盐的原料,也可任取其中两种或三种作为藻酸盐的原料。本实施例中,采用藻酸钠作为藻酸盐的原料。
溶剂可以为水,一般的,溶解藻酸盐的溶剂与酸性溶液中的溶剂总共占大鲵分泌物水凝胶质量的70份~100份。取用量可以根据需要取,例如50%质量/体积的溶剂用于配置酸性溶液,50%质量/体积的溶剂用于配置电解液,其他比例关系亦可。
S130、将S110中得到的乳液与S120中得到的电解液混合,得到大鲵分泌物水凝胶。
将乳液与电解液混合后,由于乙酸分子已经将大鲵分泌物蛋白质链间/链内离子络合和氢键打破,与藻酸盐混合时,来自蛋白质链的胺基和藻酸盐的羧酸基团的离子络合的交联网络在短时间内形成,从而得到在水中依然具有良好粘附性能的大鲵分泌物水凝胶。
一般的,可将S110中得到的乳液迅速加入到S120中得到的电解液中。实验表明,乳液与电解液可以在1min中内形成离子络合的交联网络,从而得到大鲵分泌物水凝胶。
需要说明的是,制备大鲵分泌物水凝胶的方法,并不一定需要完全按照步骤S110~S130的先后顺序执行,也可以根据本领域的一般做法进行顺序的调换,例如S110与S120顺序可以调换。
上述大鲵分泌物水凝胶的制备方法,获取原料方便,实验条件温和,操作简单,制备得到在水下依然具有良好粘附性能的大鲵分泌物水凝胶。
上述大鲵分泌物水凝胶具有良好的粘合性能,特别是在水下粘合性能依然很高。同时,该大鲵分泌物水凝胶切割后还具有良好的自愈合性能。大鲵分泌物水凝胶无毒性物质,可广泛应用在生物粘合剂以及制备治疗创伤的药物中。
以下为具体实施例部分。
以下实施例如无特别说明,则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。
制备大鲵分泌物
请参阅图3,用勺子从成年大鲵的外表面刮取大鲵粘液,没有任何健康影响的情况下,一般每次可从5kg左右的成年大鲵上收集约5g大鲵粘液。然后将大鲵粘液置于空气中氧化10min至大鲵粘液呈白色胶状,将氧化后的大鲵粘液在-80℃下冻干,研磨后获得如图4所示的大鲵分泌物。大鲵分泌物呈白色/浅黄色粉末,其可直接用作粉末生物粘合剂。
将得到的大鲵分泌物置于载玻片上,滴上几滴水,发现大鲵分泌物粉末本身是不溶于水的,并且如图5所示,当吸收水时可以在数秒内自组装以形成具有特定形状的膨松“U”形水凝胶。显示大鲵分泌物具有接触粘附和自愈合的潜能,可在体外用作粉末生物粘合剂。
实施例1~5
制备大鲵分泌物水凝胶
按下表1中的质量,将乙酸溶解在的溶剂中,形成酸性溶液。分别取大鲵分泌物加入酸性溶液中,混合形成乳液。取0.5份~5份的藻酸盐溶解在另一部分溶剂中配制得到电解液。将乳液与电解液混合,得到大鲵分泌物水凝胶。其中,实施例1的藻酸盐为藻酸钠,实施例2的藻酸盐为藻酸钾,实施例3的藻酸盐为1:1的藻酸钠和藻酸钙,实施例4的藻酸盐为1:1的藻酸钠和藻酸钾。实施例5的藻酸盐为藻酸钠。溶剂均为水。
实施例 大鲵分泌物(g) 藻酸盐(g) 乙酸(g) 溶剂(g)
1 5 1 6 88
2 1 0.5 3 70
3 10 5 10 100
4 6 1.5 8 80
5 8 2 7 75
性能测试一
请参阅图6,取实施例1制备的大鲵分泌物水凝胶滴加几滴在载玻片上。将细线一端包覆在水凝胶中,另一端挂置在20g的重物。请参阅图7,将载玻片以及重物一起置于装满水的烧杯中。为便于观察,在大鲵分泌物水凝胶中添加少许颜料。请参阅图8,经过72h后,颜料已经扩散在水中,但重物依然没有跌落。说明该大鲵分泌物水凝胶的水中具有良好的粘附性能。其它实施例2~5的大鲵分泌物水凝胶的实验结果也一致,在水中72h后,悬挂粘附的重物没有跌落,说明大鲵分泌物水凝胶在水中具有良好的粘附性能。
性能测试二
请参阅图9,取实施例1制备的大鲵分泌物水凝胶滴加几滴在猪皮上。粘附在猪皮肤组织上的水凝胶贴剂可以抵抗拉伸和扭曲而没有任何从组织脱离或破裂,表明其在临床治疗中作为生物粘合剂的潜在应用。请参阅图10,将猪皮两端用夹子夹住,通过大鲵分泌物水凝胶将500g重物悬挂在猪皮肤组织上,重物能够粘附不跌落,表明大鲵分泌物水凝胶在组织底物上具有优异的粘附能力。
性能测试三
为了进一步测试大鲵分泌物水凝胶的粘附能力,请参阅图11,采用拉伸测试仪分别测试大鲵分泌物水凝胶的搭接剪切粘附应力和法向粘附应力,并且分别与两种常用的粘合剂氰基丙烯酸酯和纤维蛋白胶比较。在测试中采用两种软底物:猪皮肤组织和PDMS(聚二甲基硅氧烷)。底物为猪皮肤组织时的结果如图12和图13所示,大鲵分泌物水凝胶在猪皮肤组织表面的所有测试的粘合剂中显示出最高的粘附性,其可以达到80.8kPa±8.8kPa的剪切粘附应力。这种优异的粘附能力是纤维蛋白胶在的粘附能力的约8倍,并且特别是常用的合成粘合剂氰基丙烯酸酯的粘附能力的近两倍。底物为PDMS时的结果如图14和图15所示,大鲵分泌物水凝胶在PDMS的所有测试的粘合剂中仍然显示出最高的粘附性。与氰基丙烯酸酯和纤维蛋白胶相比,粉末水凝胶在疏水性PDMS底物上也表现出最高的粘附性。
性能测试四
除了剪切粘附性能,请参阅图16,还进一步在在平行板流变仪上进行的法向应力测量,以检查在不锈钢底物上承受法向应力的大鲵分泌物水凝胶的粘附能力,并与两种常用的粘合剂氰基丙烯酸酯和纤维蛋白胶比较。大鲵分泌物水凝胶的测试曲线如图17和图18所示,大鲵分泌物水凝胶表现出平均达到的450KPa法向粘附能力,比纤维蛋白胶的粘附力高10倍。而氰基丙烯酸酯没有表现出任何粘性行为,因为在实验的环境条件下氰基丙烯酸酯难以在钢底物上固化。
性能测试五
取实施例1制备的大鲵分泌物水凝胶在水下分别浸泡1h、2h、4h、24h、48h以及72h,再按上述测试三所述的方法测试大鲵分泌物水凝胶的粘附能力。在猪皮肤组织底物上的结果如图19所示,在第一个24h期间剪切粘附力只有轻微降低,并且在72h浸泡之后粘附能力稳定在初始值的65%,表明水凝胶粘合剂在72h(3天)后仍可以保持良好的水下接触粘附性能。在PDMS底物上的结果如图20所示,在第一个24h期间粘附力没有明显下降,但是在3d后仍剩下35%。通过检查在不同底物上的剪切和法向粘附能力表明大鲵分泌物水凝胶在所有条件下表现出最佳的粘附能力,并且结合它们的快速粘附和水下阻力,显示出它们作为在临床药物应用中理想的生物粘合剂的巨大潜力。
性能测试六
为了进一步探索大鲵分泌物水凝胶的高粘度性能的机理,采用振荡频率扫描仪分别检测大鲵分泌物与乙酸配制形成的乳液、藻酸盐以及最终制得的大鲵分泌物水凝胶的储能模量、损耗模量以及复数粘度。自组装分泌物水凝胶中的离子络合相互作用的示意图。储能模量的测试结果如图21所示,损耗模量的测试结果如图22所示,复数粘度的测试结果如图23所示。由于大鲵分泌物-乙酸以及和藻酸钠的储能模量、损耗模量以及复数粘度均较低,两者的曲线基本重合。从上述结果可以推测大鲵分泌物-乙酸形成的乳液中,大量过量的乙酸小分子打破了蛋白质链间/链内离子络合和氢键以获得浑浊的乳浊液,可能归因于疏水相互作用,该溶液为大分子溶液的典型流变行为。藻酸钠聚电解质溶液混合时,来自蛋白质链的胺基和藻酸盐的羧酸基团的离子络合的交联网络在一分钟内形成。分泌蛋白-藻酸盐络合物的储能模量和损失模量上升到超过它们各自模量的2个数量级,从而形成离子交联网络,获得高粘度性能的大鲵分泌物水凝胶。
为了评价粘附力和水下接触粘附性能,还进一步测试了实施例1制得的大鲵分泌物水凝胶的溶胀比,结果如图24所示,经过大约150min,大鲵分泌物水凝胶溶胀达到饱和状态,不再继续膨胀。进一步研究基于拉伸应力-伸长应变循环曲线测量具有不同溶胀比的水凝胶的耗散能量。表明大鲵分泌物水凝胶的粘附性能和水下接触粘附能力与在自组装体中形成的物理交联网络直接相关,如图24所示的溶胀比相关在循环曲线中,由于水凝胶粘合剂的粘弹性行为,卸载曲线没有回溯负载曲线,并且耗散能量(△U)可以通过如下公式(1)计算。
Figure BDA0001266367120000111
其中,公式(1)中△U表示耗散能量,σloading表示负载应力,σunloading表示卸载应力,1表示初始状态,λc表示负载或卸载时最终状态的应变。
当拉伸应力松弛到0时,伸长率没有完全恢复,但具有一定的塑性变形,结果图25所示。图25中曲线1、2、3、4分别表示大鲵分泌物水凝胶溶胀100%、200%、300%、350%时的耗散能量曲线。随着溶胀比的增加,耗散能量下降,有趣的是耗散能量和水凝胶中的固体含量之间有一个非常好的线性,统计结果如图26所示,表明粘附相互作用正比于蛋白质大分子链的密度(固体浓度),并且增加的水含量没有进一步破坏来自蛋白质β折叠聚集的更多氢键相互作用。基于线性拟合,水凝胶体可能的最大粘附能力可以计算为92.8kJ/m3,并且最小粘附能力应为2kJ/m3。根据72h水下接触粘附测试结果,这比通过理论计算的结果好很多,这可能是因为夹在两个底物界面之间的水凝胶在实际情况下具有小得多的用于溶胀的空间。进一步的,经统计后,具有不同溶胀比的水凝胶的储能模量如图27所示。大鲵分泌物水凝胶的耗散能量对固体含量的线性关系图28所示。在水中和8mol/L的尿素中溶胀的水凝胶之间的耗散能量的比较如图29所示。以上测试进一步表明大鲵分泌物水凝胶具有在水下高粘附能力的潜能。尽管其高粘附能力的机理现在还没有完全揭示,但大鲵分泌物、藻酸盐以及乙酸之间一定是发生了某些相互协同的作用,致使该酸性溶液具有优良的粘附能力。
性能测试七
请参阅图30,将大鲵分泌物水凝胶切割成两份,然后如图31所示将切割后的水凝胶合拢。发现切割后大鲵分泌物水凝胶还能再次自愈合。如图32所示,在线上悬挂20g的重物后,自愈合的大鲵分泌物水凝胶依然能够承受。采用性能测试六的方法分别检测切割前和自愈合后的大鲵分泌物水凝胶的振荡频率扫描结果。所示切割的水凝胶自愈合1min,然后进行扫描试验,如图33所示其表现出类似的动态行为,在储能模量和损耗模量方面损失20~30%,表明在自愈合后有一定的动态机械性能损失,但是恢复仍然良好。为了进一步研究粘附水凝胶的自愈合行为,进行动态应变振幅实验。剪切速率是1rad/s的恒定值,而大鲵分泌物水凝胶将承受交替的0.1%应变和100%应变的几个循环,结果示于图34,在低应变下,大鲵分泌物水凝胶具有约15000Pa的储能模量G’和2000~3000Pa的损失模量G”。随后,水凝胶承受100%的高剪切应变,导致相似的G”和G’的急剧下降。但在这种高应变条件下,G’仍然远高于G”,表明在高应变下大鲵分泌物水凝胶没有大规模的变形,以及具有良好的粘附能力。在接下来低应变阶段循环中,G’和G”都回到它们的初始水平,这进一步证明水凝胶在之前的高应变剪切期间没有显示出大规模的任何明显失效,因此符合大鲵分泌物水凝胶的优异的粘附行为。
需要说明的是,上述实验结果一般是选用实施例1的大鲵分泌物水凝胶进行测试的。其他的实施例也做了相应的实验,均能呈现相同或相应的实验现象。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种大鲵分泌物水凝胶,其特征在于,其原料包括大鲵分泌物、乙酸、藻酸盐以及溶剂;
按质量份数计,所述大鲵分泌物占1份~10份,所述乙酸占3份~10份,所述藻酸盐占0.5份~5份,所述溶剂占70份~100份,其中,所述大鲵分泌物为大鲵粘液的冻干粉末或者真空干燥粉,所述溶剂为水。
2.根据权利要求1所述的大鲵分泌物水凝胶,其特征在于,所述藻酸盐选自藻酸钠、藻酸钾以及藻酸钙中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的大鲵分泌物水凝胶,其特征在于,所述大鲵分泌物水凝胶的pH值为3~5。
4.根据权利要求1所述的大鲵分泌物水凝胶,其特征在于,按质量份数计,其原料包括以下组份:
Figure FDA0002198774140000011
5.根据权利要求1所述的大鲵分泌物水凝胶,其特征在于,在水中所述大鲵分泌物水凝胶相互之间的粘附力为20kJ/m3以上。
6.一种大鲵分泌物水凝胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将1份~10份的大鲵分泌物加入酸性溶液中,混合形成乳液,其中,所述大鲵分泌物为大鲵粘液的冻干粉末或者真空干燥粉,所述酸性溶液含有3份~10份的乙酸;
取0.5份~5份的藻酸盐溶解在溶剂中配制得到电解液,所述溶剂为水;以及
将所述乳液与所述电解液混合,得到所述大鲵分泌物水凝胶。
7.根据权利要求6所述的大鲵分泌物水凝胶的制备方法,其特征在于,所述大鲵分泌物采用如下方法制备:
从成年大鲵的外表面刮取大鲵粘液;
将所述大鲵粘液置于空气中氧化至所述大鲵粘液呈白色胶状;
将氧化后的所述大鲵粘液冻干或者真空干燥,得到所述大鲵分泌物。
8.如权利要求1~5任一项所述的大鲵分泌物水凝胶在生物粘合剂以及制备治疗创伤的药物中的应用。
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