CN109513038A - 负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶及其制备方法。该制备方法先利用明胶上的氨基与甲基丙烯酸酐发生酰化反应合成支链含有碳碳双键的甲基丙烯酸酯化明胶，再利用其支链上的碳碳双键与N‑异丙基丙烯酰胺进行自由基共聚，制备甲基丙烯酸酯化明胶‑g‑聚N‑异丙基丙烯酰胺；将1,3,5‑苯三甲酸和乙酸铜一水合物制备铜基MOF纳米粒子；将铜基MOF纳米粒子添加至甲基丙烯酸酯化明胶‑g‑聚N‑异丙基丙烯酰胺溶液，制得产物。本发明将铜离子以HKUST‑1 NPs形式嵌入该可生物降解的温敏水凝胶中，实现铜离子的可控缓慢释放，有效降低其细胞毒性，促进体外真皮细胞迁移和诱导血管生成，促进伤口愈合。

Description

负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可用于组织再生的医用敷料，特别涉及负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶及其制备方法，本发明将铜离子以铜金属有机骨架纳米粒子(HKUST-1NPs)形式载入温敏水凝胶中实现可控释放。
背景技术
作为胶原蛋白的水解产物，明胶含有许多促进细胞附着的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列，以及适合于细胞重塑的基质金属蛋白酶(MMP)的靶序列，明胶还具有促进巨噬细胞生长及血小板凝结的优点。聚N-异丙基丙烯酰胺是一种典型的温度敏感型水凝胶，由于它具有聚合方式简单，性质稳定，LCST在人体体温附近等优点，成为制备温度敏感性水凝胶的理想材料，特别是药物控释方面具有巨大的潜在应用价值，但生物体内难降解、细胞毒性大等缺点限制了其在生物医学方面的进一步应用。将天然高分子化合物明胶引入聚合物体系，不仅能有效解决这些问题，还能使水凝胶引入明胶的许多优点。两者结合制备出有良好生物相容性及降解性并可用于药物缓释领域的温敏性水凝胶。
铜离子参与许多与伤口愈合相关的过程，包括诱导血管内皮生长因子，血管生成以及细胞外皮肤蛋白如角蛋白和胶原蛋白的表达和稳定。铜也是一种众所周知的抗微生物剂，它可以通过降低伤口感染的可能性来促进愈合。铜离子的非生理浓度升高可能是有毒的，会干扰其他金属的稳态，破坏DNA，并产生可反向修饰蛋白质，脂质和核酸的活性氧物质。有不少文献已经报道使用硫酸铜、氧化铜和碳酸铜作为抗菌剂，用于促进伤口愈合。但是将其载入水凝胶中，会严重影响水凝胶的凝胶特性，容易出现铜离子爆释，使患者有铜毒性的风险。而HKUST-1纳米粒子载入水凝胶中，可以有效地避免这些缺陷。通过H-HKUST-1的铜离子缓慢释放可以减少细胞毒性和细胞凋亡，体外真皮细胞迁移增加，从而伤口愈合。另外，HKUST-1纳米粒子往往在含蛋白质的生理液中不稳定，将HKUST-1纳米粒子包裹在水凝胶中作为一种减缓其降解并从而防止其过早释放提供了可能。
中国发明专利申请CN201610219873.0公开了一种含有纳米银的医用温敏水凝胶的制备方法及在伤口愈合领域的应用，由纳米银和壳聚糖组成，但是由于纳米银具有较强的细胞毒性，在杀菌的过程中会损伤正常细胞，且壳聚糖构成的水凝胶的药物缓释性能差，易造成纳米银的爆释，不利于伤口愈合。
发明内容
本发明的首要的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供可用于组织再生修复的温敏水凝胶及其制备方法。
本发明将铜离子以HKUST-1NPs的形式负载于温敏水凝胶中，以降低铜离子的细胞毒性。载有HKUST-1NPs可生物降解的温敏水凝胶，可注射到伤口表面，由于体温高于其LCST，形成凝胶，缓慢可控地释放铜离子，促进伤口愈合，被用作伤口的医用敷料。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)的合成：在50～70℃下将明胶溶解在的缓冲溶液A中；搅拌下，将过量的甲基丙烯酸酐(MAA)滴加入明胶缓冲溶液A中，在50～60℃恒温水浴中反应3～5h，加入缓冲液B以终止反应，并将溶液转移至透析膜中，除去杂质和未反应的单体；然后将甲基丙烯酸酯化明胶溶液冻干；
2)甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(GelMA-g-PNIPAM)合成：将甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)溶于去离子水中，充N2鼓泡15～30min，除去体系中氧气，加入引发剂以及促引发剂，在反应温度为20～30℃下反应3～5h；并将溶液转移至透析膜中；将混合物在用去离子水透析以除去杂质和未反应的单体；将甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺溶液冻干；
3)铜基MOF纳米粒子(HKUST-1NPs)的制备：将1,3,5-苯三甲酸(H3BTC)和乙酸铜一水合物分别溶于乙醇和去离子水中，然后将两种溶液混合，在室温下搅拌下，反应20～30min，形成凝胶状深绿松石悬浮液；离心悬浮液分离颗粒，洗涤，得铜基MOF纳米粒子；将铜基MOF纳米粒子恒温干燥，密封保存；
4)载有铜基MOF纳米粒子(HKUST-1NPs)的温敏水凝胶的制备：在室温下，将铜基MOF纳米粒子(HKUST-1NPs)添加至步骤2)所得甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺溶液，至铜离子浓度为0.1～0.2M，并充分搅拌均匀，密封，室温保存。
为进一步实现本发明目的，优选地，步骤1)中，所述的缓冲液A为pH为7.2～7.4的磷酸盐缓冲液或pH 8.5～9的碳酸盐缓冲液；缓冲液A选用磷酸盐缓冲液时，明胶与甲基丙烯酸酐质量体积比为8～12：1，质量单位为g，体积单位为mL；缓冲液A选用碳酸盐缓冲液时，明胶与甲基丙烯酸酐质量体积比为0.125～2：1，质量单位为g，体积单位为mL；缓冲液B为pH7.2～7.4的磷酸盐缓冲液。
优选地，步骤1)中，所述的明胶为猪皮明胶，质量浓度为8～10％；所述的甲基丙烯酸酐的滴加速率为0.25～0.50mL/min。
优选地，步骤1)所述的透析温度为45～55℃；透析膜截留值为12-14kDa；步骤2)所述透析温度为20～28℃；透析膜截留值为10～14kDa。
优选地，步骤2)中，所述的引发剂为过硫酸钾(K2S2O8)，所述的促引发剂为N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)；所述过硫酸钾(K2S2O8)为N-异丙基丙烯酰胺的质量的0.15～0.30％；引发剂过硫酸钾(K2S2O8)和促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)的加入方式为先加引发剂过硫酸钾(K2S2O8)，再以0.25～0.50μL/min的速率滴加促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)。
优选地，步骤2)中，所述的甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的质量比为1：0.8～1.0。
优选地，步骤3)中，所述的反应的温度为25～30℃；所述的洗涤是用无水乙醇和去离子水混合液洗涤产物，以除去残留的1,3,5-苯三羧酸和乙酸铜；所述无水乙醇和去离子水的体积比为1：1；洗涤次数为3次以上；所述的1,3,5-苯三甲酸与乙酸铜一水合物的摩尔比为1：1.5～2.0。
优选地，步骤4)混合物中甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺溶液浓度为80～100mg/mL。
一种负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶：由上述制备方法制得；所述负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的LCST为32～34℃，高于室温，在室温呈溶胶态。
优选地，在室温下，负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶注射到凹凸不平的伤口表面，体温高于温敏水凝胶的LCST，溶胶中接枝的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)分子链聚集折叠在一起，形成物理交联点，溶胶迅速形成凝胶，实现缓慢可控地释放铜离子，促进伤口愈合。
本发明HKUST-1纳米粒子可以有效地诱导血管内皮生长因子，血管生成以及细胞外皮肤蛋白如角蛋白和胶原蛋白的表达和稳定。同时它可以通过降低伤口感染的可能性来促进愈合。将HKUST-1纳米粒子负载到甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺的温敏水凝胶中实现铜离子的缓慢释放，有效地促进伤口愈合，具有重要意义。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)聚N-异丙基丙烯酰胺是一种典型的温度敏感型水凝胶，具有聚合方式简单，性质稳定，LCST在人体体温附近等优点，成为制备温度敏感性水凝胶的理想材料，特别是药物控释方面具有巨大的潜在应用价值，但生物体内难降解、细胞毒性大等缺点限制了其在生物医学方面的进一步应用。本发明将天然高分子化合物明胶引入聚合物体系，不仅能有效解决这些问题，还能使水凝胶引入明胶的许多优点。作为胶原蛋白的水解产物，明胶含有许多促进细胞附着的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列，以及适合于细胞重塑的基质金属蛋白酶(MMP)的靶序列，明胶还具有促进巨噬细胞生长及血小板凝结的优点。两者结合制备出有良好生物相容性及降解性并可用于药物缓释领域的温敏性水凝胶。
(2)硫酸铜、氧化铜和碳酸铜显示促进健伤口愈合，但需要多次应用，且将其载入甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(GelMA-g-PNIPAM)温敏水凝胶，会影响水凝胶的凝胶特性，容易出现铜离子爆释，使患者有铜毒性的风险。本发明HKUST-1纳米粒子载入甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(GelMA-g-PNIPAM)温敏水凝胶可以使铜离子缓慢释放，并且使用HKUST-1不影响GelMA-g-PNIPAM温敏水凝胶的凝胶特性。通过H-HKUST-1的铜离子缓慢释放可以减少细胞毒性和细胞凋亡，体外真皮细胞迁移增加，从而伤口愈合。
(3)铜离子参与许多与伤口愈合相关的过程，包括诱导血管内皮生长因子，血管生成以及细胞外皮肤蛋白如角蛋白和胶原蛋白的表达和稳定。铜离子也是一种众所周知的抗微生物剂，它可以通过降低伤口感染的可能性来促进愈合。硫酸铜、氧化铜和碳酸铜显示促进健伤口愈合，但需要多次应用，使患者有铜毒性的风险。铜离子的非生理浓度升高可能是有毒的，因为离子会干扰其他金属的稳态，破坏DNA，并产生可反向修饰蛋白质，脂质和核酸的活性氧物质。HKUST-1纳米粒子往往在含蛋白质的生理液中不稳定，但是本发明将HKUST-1纳米粒子包裹在水凝胶中作为一种减缓其降解并从而防止其过早释放提供了可能。
附图说明
图1为实施例1的化学反应路线图。
图2为实施例1、2、3和4中合成的GelMA-g-PNIPAM的四种核磁图谱。
图3为实施例1、2、3和4中合成的GelMA-g-PNIPAM的四种红外图谱。
图4为实施例1中载有HKUST-1NPs的温敏水凝胶的扫描电镜图，其中箭头指向HKUST-1NPs。(比例尺：500nm)。
图5为实施例1、2、3和4中合成的温敏水凝胶在磷酸盐缓冲液(PBS)中的变相图。
图6为对比例1和2中在37℃下分别负载HKUST-1NPs和CuSO4的GelMA-g-PNIPAM温敏水凝胶的铜离子释放率与时间的关系图。
图7为应用实例中伤口上分别施加PBS、HKUST-1、Hydrogel、H-KUST-1的伤口愈合率与时间的关系图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明实施例所用的试剂均为从市场购得。
实施例1
本实施例负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备过程如图1所示，利用明胶上的氨基与甲基丙烯酸酐发生酰化反应合成支链含有碳碳双键的甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)，再利用甲基丙烯酸酯化明胶支链上的碳碳双键与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)进行自由基共聚，制备甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(GelMA-g-PNIPAM)温敏水凝胶。
具体而言，本实施例负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法包括如下步骤：
1)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将6g猪皮明胶溶于60ml的磷酸盐缓冲盐水(PBS，pH＝7.4)中，在50℃下，搅拌充分溶解。将0.72ml的甲基丙烯酸酐(MAA)以0.1mL/min的速率滴入A型猪皮明胶溶液中，以300rpm转速均匀搅拌下反应，每隔30min，用0.5mol/ml的NaOH溶液调节溶液pH至9，反应3h，减低温度至40℃，加入5倍PBS溶液，以250rpm转速均匀搅拌30min，以完全终止反应。将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在50℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周，得到甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)。
2)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将0.45g甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)与0.55g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)溶于10mL去离子水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解。再加入0.0011g的过硫酸钾(K2S2O8)于烧瓶中，充N2鼓泡15min，除去体系中氧气，缓慢滴加6.6μL的促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)于烧瓶中，以300rpm转速搅拌下反应6h。并将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在25℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周。得到最终产物GelMA-g-PNIPAM温敏水凝胶。图2为GelMA-g-PNIPAM的1H-NMR的图谱，化学位移为3.77ppm和0.97ppm处分别属于PNIPAM上的N-CH-和-CH3上面氢的特征峰，化学位移为7.17ppm和1.75ppm处分别属于GelMA上的苯环和甲基丙烯酸上面氢的特征峰，证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。图3为GelMA-g-PNIPAM的FTIR的图谱，3320cm-1、2930cm-1和2880cm-1分别属于PNIPAM上的亚胺基(-NH-)、亚甲基(-CH2-)和甲基(-CH3)的特征峰，1765m-1、1050cm-1分别属于GelMA上的羰基(-CO-)和未反应的(-OH)的特征峰则证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。
3)将0.42g(2mmol)1,3,5-苯三甲酸(H3BTC)溶于5ml无水乙醇溶液中，将0.60g(3mmol)乙酸铜一水合物溶于5ml蒸馏水中。然后将两等份溶液在烧杯中混合，然后在室温下以300rpm转速搅拌约15min以形成凝胶状深绿松石悬浮液。然后通过离心悬浮液分离颗粒，并使用50％的乙醇溶液洗涤，重复洗涤三次以除去残留的1，3，5-苯三羧酸和乙酸铜。将得到的固体恒温干燥，然后将其充分研磨至粉末，最终制得HKUST-1NPs。
4)在室温下将50mg的GelMA-g-PNIPAM加入到5mL的蒸馏水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解，加HKUST-1NPs至铜浓度为0.1M，并充分搅拌60min，最终制得载有HKUST-1NPs的温敏水凝胶。
步骤3)已经制得HKUST-1NPs，步骤4)将HKUST-1NPs负载在水凝胶上，如图4为实施例1中载有HKUST-1NPs的温敏水凝胶冻干之后的扫描电镜图，其中箭头指向HKUST-1NPs。(比例尺：500nm)。图4上的白色颗粒为HKUST-1NPs，孔状结构为冻干后的温敏水凝胶，可以清晰地观察到HKUST-1NPs负载在水凝胶中。
通过紫外分光光度计测得水凝胶的透光率与温度的关系图，可以判定水凝胶是否为温敏水凝胶。如果是普通水凝胶，曲线不会发生突变，如果是温敏水凝胶，当温度达到它的LCST，它里面的聚N-异丙基丙烯酰胺的分子链会聚集折叠，发生相转变，从溶胶变成凝胶，透光率会突然降低，曲线上会有突变，因此根据该相变图可以判断水凝胶是否为温敏水凝胶，也可以根据曲线的突变判断出它的最低临界相转变温度(LCST)。根据图5的相变图可以判断水凝胶为温敏水凝胶。图5中的(1)为实施例1中合成的温敏水凝胶在磷酸盐缓冲液(PBS)中的变相图，由图知其LCST大约为31℃，低于人的体温，将其涂敷在伤口表面时，会立即形成凝胶。
图6为分别负载HKUST-1NPs和CuSO4的GelMA-g-PNIPAM温敏水凝胶在37℃下的铜离子释放率与时间的关系图，表明由于37℃高于温敏水凝胶的LCST，在前10个小时内，H-CuSO4(负载CuSO4的水凝胶)铜离子释放量突增，铜离子浓度高于0.01M，细胞毒性大不利于伤口愈合；H-HKUST-1NPs(负载HKUST-1NPs的水凝胶)铜离子释放量适中，有利于前期伤口的杀菌和愈合，后期铜离子的缓慢持续释放，使伤口上铜离子浓度始终保持在有利于伤口愈合的浓度。
实施例2
本发明利用明胶上的氨基与甲基丙烯酸酐发生酰化反应合成支链含有碳碳双键的甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)，再利用甲基丙烯酸酯化明胶支链上的碳碳双键与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)进行自由基共聚，制备甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(GelMA-g-PNIPAM)温敏水凝胶；负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法包括如下步骤：
1)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将6g猪皮明胶溶于60ml 0.25M碳酸盐缓冲盐水(CB，pH＝9)中，在50℃下，搅拌充分溶解。将0.72ml的甲基丙烯酸酐(MAA)以0.1mL/min的速率滴入明胶溶液中，以300rpm转速均匀搅拌下反应，每隔30min，用0.5mol/ml的NaOH溶液调节溶液pH至9，反应3h，减低温度至40℃，加入5倍PBS溶液，以250rpm转速均匀搅拌30min，以完全终止反应。将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在50℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周，得到最终产物甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)。
2)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将0.45g甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)与0.55g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)溶于10mL去离子水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解。再加入0.0011g的过硫酸钾(K2S2O8)于烧瓶中，充N2鼓泡15min，除去体系中氧气，缓慢滴加6.6μL的促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)于烧瓶中，以300rpm转速搅拌下反应6h。并将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在25℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周。得到最终产物GelMA-g-PNIPAM温敏水凝胶。图2为GelMA-g-PNIPAM的1H-NMR的图谱，化学位移为3.77ppm和0.97ppm处分别属于PNIPAM上的N-CH-和-CH3上面氢的特征峰，化学位移为7.17ppm和1.75ppm处分别属于GelMA上的苯环和甲基丙烯酸上面氢的特征峰，则证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。图3为GelMA-g-PNIPAM的FTIR的图谱，3320cm-1、2930cm-1和2880cm-1分别属于PNIPAM上的亚胺基(-NH-)、亚甲基(-CH2-)和甲基(-CH3)的特征峰，1765m-1、1050cm-1分别属于GelMA上的羰基(-CO-)和未反应的(-OH)的特征峰则证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。
3)将0.42g(2mmol)1,3,5-苯三甲酸(H3BTC)溶于5ml无水乙醇溶液中，将0.60g(3mmol)乙酸铜一水合物溶于5ml蒸馏水中。然后将两等份溶液在烧杯中混合，然后在室温下以300rpm转速搅拌约15min以形成凝胶状深绿松石悬浮液。然后通过离心悬浮液分离颗粒，并使用50％的乙醇溶液洗涤，重复洗涤三次以除去残留的1，3，5-苯三羧酸和乙酸铜。将得到的固体恒温干燥，然后将其充分研磨至粉末，最终制得HKUST-1NPs。
4)在室温下将50mg的GelMA-g-PNIPAM加入到5mL的蒸馏水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解，加HKUST-1NPs至铜浓度为0.1M，并充分搅拌60min，最终制得载有HKUST-1NPs的温敏水凝胶。
图5中(2)为实施例2中合成的温敏水凝胶在磷酸盐缓冲液(PBS)中的相变行为，其LCST大约为31.5℃，低于人的体温，将其涂敷在伤口表面时，会立即形成凝胶。
实施例3
本实施例利用明胶上的氨基与甲基丙烯酸酐发生酰化反应合成支链含有碳碳双键的甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)，再利用甲基丙烯酸酯化明胶支链上的碳碳双键与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)进行自由基共聚，制备甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(GelMA-g-PNIPAM)温敏水凝胶。负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法包括如下步骤：
1)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将6g猪皮明胶溶于60ml的磷酸盐缓冲盐水(PBS，pH＝7.4)中，在50℃下，搅拌充分溶解。将0.72ml的甲基丙烯酸酐(MAA)以0.1mL/min的速率滴入明胶溶液中，以300rpm转速均匀搅拌下反应，每隔30min，用0.5mol/ml的NaOH溶液调节溶液pH至9，反应3h，减低温度至40℃，加入5倍PBS溶液，以250rpm转速均匀搅拌30min，以完全终止反应。将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在50℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周，得到最终产物甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)。
2)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将0.45g甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)与0.55g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)溶于10mL去离子水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解。再加入0.0011g的过硫酸钾(K2S2O8)于烧瓶中，充N2鼓泡15min，除去体系中氧气，缓慢滴加6.6μL的促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)于烧瓶中，以300rpm转速搅拌下反应6h。并将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在25℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周。得到最终产物GelMA-g-PNIPAM温敏水凝胶。图2为GelMA-g-PNIPAM的1H-NMR的图谱，化学位移为3.77ppm和0.97ppm处分别属于PNIPAM上的N-CH-和-CH3上面氢的特征峰，化学位移为7.17ppm和1.75ppm处分别属于GelMA上的苯环和甲基丙烯酸上面氢的特征峰，则证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。图3为GelMA-g-PNIPAM的FTIR的图谱，3320cm-1、2930cm-1和2880cm-1分别属于PNIPAM上的亚胺基(-NH-)、亚甲基(-CH2-)和甲基(-CH3)的特征峰，1765m-1、1050cm-1分别属于GelMA上的羰基(-CO-)和未反应的(-OH)的特征峰则证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。
3)将0.242g(6mmol)Cu(NO3)2·3H2O和0.84g(4mmol H3BTC)溶解在12ml乙醇/水(1：1v/v)溶液中，充分混合均匀，然后加入PTFE内衬高压釜中，在110℃加热24h，形成凝胶状深绿松石悬浮液。然后通过离心悬浮液分离颗粒，并使用50％的乙醇溶液洗涤，重复洗涤三次以除去残留的1,3,5-苯三羧酸和Cu(NO3)2·3H2O。将得到的固体恒温干燥，然后将其充分研磨至粉末，最终制得HKUST-1NPs。
4)在室温下将50mg的GelMA-g-PNIPAM加入到5mL的蒸馏水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解，加HKUST-1NPs至铜浓度为0.1M，并充分搅拌60min，最终制得载有HKUST-1NPs的温敏水凝胶。
图5中(3)为实施例3中合成的温敏水凝胶在磷酸盐缓冲液(PBS)中的相变行为，其LCST大约为31℃，低于人的体温，将其涂敷在伤口表面时，会立即形成凝胶。
实施例4
本实施例利用明胶上的氨基与甲基丙烯酸酐发生酰化反应合成支链含有碳碳双键的甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)，再利用甲基丙烯酸酯化明胶支链上的碳碳双键与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)进行自由基共聚，制备甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(GelMA-g-PNIPAM)温敏水凝胶。负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法包括如下步骤：
1)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将6g猪皮明胶溶于60ml 0.25M碳酸盐缓冲盐水(CB，pH＝9)中，在50℃下，搅拌充分溶解。将0.72ml的甲基丙烯酸酐(MAA)以0.1mL/min的速率滴入明胶溶液中，以300rpm转速均匀搅拌下反应，每隔30min，用0.5mol/ml的NaOH溶液调节溶液pH至9，反应3h，减低温度至40℃，加入5倍PBS溶液，以250rpm转速均匀搅拌30min，以完全终止反应。将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在50℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周，得到最终产物甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)。
2)在装有磁力搅拌子的100ml烧瓶中，将0.45g甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)与0.55g N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)溶于10mL去离子水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解。再加入0.0011g的过硫酸钾(K2S2O8)于烧瓶中，充N2鼓泡15min，除去体系中氧气，缓慢滴加6.6μL的促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)于烧瓶中，以300rpm转速搅拌下反应6h。并将溶液转移至12-14kDa截留透析膜中。将混合物在25℃下用去离子水透析7天(每天换去离子水两次)以除去杂质和未反应的单体。然后将溶液在-80℃下冻干一周。得到最终产物GelMA-g-PNIPAM温敏水凝胶。图2为GelMA-g-PNIPAM的1H-NMR的图谱，化学位移为3.77ppm和0.97ppm处分别属于PNIPAM上的N-CH-和-CH3上面氢的特征峰，化学位移为7.17ppm和1.75ppm处分别属于GelMA上的苯环和甲基丙烯酸上面氢的特征峰，则证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。图3为GelMA-g-PNIPAM的FTIR的图谱，3320cm-1、2930cm-1和2880cm-1分别属于PNIPAM上的亚胺基(-NH-)、亚甲基(-CH2-)和甲基(-CH3)的特征峰，1765m-1、1050cm-1分别属于GelMA上的羰基(-CO-)和未反应的(-OH)的特征峰则证明PNIPAM已成功接枝到GelMA上。
3)将0.242g(6mmol)Cu(NO3)2·3H2O和0.84g(4mmol H3BTC)溶解在12ml乙醇/水(1：1v/v)溶液中，充分混合均匀，然后加入PTFE内衬高压釜中，在110℃加热24h，形成凝胶状深绿松石悬浮液。然后通过离心悬浮液分离颗粒，并使用50％的乙醇溶液洗涤，重复洗涤三次以除去残留的1,3,5-苯三羧酸和Cu(NO3)2·3H2O。将得到的固体恒温干燥，然后将其充分研磨至粉末，最终制得HKUST-1NPs
4)在室温下将50mg的GelMA-g-PNIPAM加入到5mL的蒸馏水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解，加HKUST-1NPs至铜离子浓度为0.1M，并充分搅拌60min，最终制得载有HKUST-1NPs的GelMA-g-PNIPAM溶液。
图5中(4)为实施例4中合成的温敏水凝胶在磷酸盐缓冲液(PBS)中的相变行为，其LCST大约为32℃，低于人的体温，将其涂敷在伤口表面时，会立即形成凝胶。
对比例1
取80μL的载有HKUST-1NPs的GelMA-g-PNIPAM(由实例1制备)溶液加入试管中，使其在37℃恒温固化5分钟，并用0.1M PBS(pH＝7.4，37℃)轻轻漂洗，之后，将样品在5mL PBS中孵育，保持37℃恒温，以100rpm的转速匀速摇动。每间隔一个小时取出1mL释放介质用于内容物测量并在37℃下补充等体积的新鲜培养基。释放的铜的量通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测量。如图6所示，由于37℃高于温敏水凝胶的LCST，在前10个小时内铜离子释放量突增，铜离子浓度低于0.01M，有利于前期伤口的杀菌和愈合，后期铜离子的缓慢持续释放，使伤口上铜离子浓度始终保持在有利于伤口愈合的浓度。
对比例2
在室温下将50mg的GelMA-g-PNIPAM(由实例1制备)加入到5mL的蒸馏水中，以300rpm转速搅拌60min，使其充分溶解，加CuSO4至铜离子浓度为0.1M，并充分搅拌60min，最终制得载有CuSO4的GelMA-g-PNIPAM溶液。取80μL的载有CuSO4的GelMA-g-PNIPAM溶液加入试管中，使其在37℃恒温固化5分钟，并用0.1M PBS(pH＝7.4，37℃)轻轻漂洗，之后，将样品在5mL PBS中孵育，保持37℃恒温，以100rpm的转速匀速摇动。每间隔一个小时取出1mL释放介质用于内容物测量并在37℃下补充等体积的新鲜培养基。释放的铜的量通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测量。如图6所示，由于37℃高于温敏水凝胶的LCST，在前10个小时内铜离子释放量突增，铜离子浓度高于0.01M，细胞毒性增加，不利于伤口愈合。后期铜离子的持续释放，使伤口上铜离子浓度始终保持在有细胞毒性的浓度，不利于伤口愈合。
应用实施例
体内伤口愈合：将8-10周龄的小鼠用异氟烷麻醉，将其背部的毛发剃毛并用脱毛膏完全除去。用聚维酮碘和酒精拭子消毒后，给小鼠皮下注射丁丙诺啡(0.5mg/kg)，并通过标记的6mm穿孔活组织并在在小鼠背部的每一侧轻轻勾勒出两个伤口。按照轮廓，制作等厚度伤口并使用消毒和环形夹板固定。将小鼠随机分成两组(n＝6)：第一组小鼠，其中一个伤口用PBS缓冲液(40μL)处理，另一个用HKUST-1(由实例1制备)(Cu：1×10-3m，40μL)处理；第二组小鼠，其中一个伤口用Hydregel(由实例1制备的GelMA-g-PNIPAM水凝胶)(100mg/mL，40μL)处理，另一个用H-HKUST-1(由实例1制备的负载有HKUST-1NPs的GelMA-g-PNIPAM水凝胶)(Cu：1×10-3m，Hydregel：100mg/mL，40μL)处理。每隔7天用数码相机拍摄伤口，用Imagine J计算伤口像素区域。用下式计算伤口闭合：
表1
测试结果如表1所示，伤口愈合率大于90％则表示伤口已基本愈合。直观看出伤口愈合情况随时间的变化，根据表1绘制图7所示应用实例中伤口上分别施加PBS、HKUST-1、Hydrogel、H-KUST-1的伤口愈合率与时间的关系图。PBS处理的伤口由于细菌感染，前3天伤口变大，随着免疫系统的恢复，伤口逐渐愈合；HKUST-1(Cu：1×10-3m)处理的伤口，由于铜离子的细胞毒性，伤口刚开始愈合缓慢，铜离子随着伤口渗出液的稀释，细胞毒性减弱，后期伤口愈合较快；Hydregel(100mg/mL)处理的伤口，伤口由于受到水凝胶的保护，有效得避免伤口的细菌感染和伤口渗出液对伤口的浸渍，由于抗菌剂的作用，前期伤口愈合缓慢；H-HKUST-1处理过的伤口，由于温敏水凝胶中铜离子的释放，可以有效得避免伤口的细菌感染，诱导血管内皮生长因子，血管生成以及细胞外皮肤蛋白如角蛋白和胶原蛋白的表达和稳定促进伤口快速愈合，另外由于水凝胶的保护，有效得减少伤口渗出液对伤口的浸渍和伤口的疼痛感，在第三周已经基本愈合。
由表1和图7可见，将铜离子以铜金属有机骨架纳米粒子(HKUST-1NPs)形式嵌入该可生物降解的温敏水凝胶中，实现初期铜离子的大量释放，有效的抑制伤口感染，之后可控缓慢释放，使铜离子浓度始终保持在0.01～0.03M之间，有效降低其细胞毒性，促进体外真皮细胞迁移和诱导血管生成，这些结果表明协同稳定的释放铜离子的H-HKUST-1水凝胶是用于治疗慢性伤口的有前途的创新敷料。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)甲基丙烯酸酯化明胶的合成：在50～70℃下将明胶溶解在的缓冲溶液A中；搅拌下，将过量的甲基丙烯酸酐滴加入明胶缓冲溶液A中，在50～60℃恒温水浴中反应3～5h，加入缓冲液B以终止反应，并将溶液转移至透析膜中，除去杂质和未反应的单体；然后将甲基丙烯酸酯化明胶溶液冻干；
2)甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺合成：将甲基丙烯酸酯化明胶与N-异丙基丙烯酰胺溶于去离子水中，充N2鼓泡15～30min，除去体系中氧气，加入引发剂以及促引发剂，在反应温度为20～30℃下反应3～5h；并将溶液转移至透析膜中；将混合物在用去离子水透析以除去杂质和未反应的单体；将甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺溶液冻干；
3)铜基MOF纳米粒子的制备：将1,3,5-苯三甲酸和乙酸铜一水合物分别溶于乙醇和去离子水中，然后将两种溶液混合，在室温下搅拌下，反应20～30min，形成凝胶状深绿松石悬浮液；离心悬浮液分离颗粒，洗涤，得铜基MOF纳米粒子；将铜基MOF纳米粒子恒温干燥，密封保存；
4)载有铜基MOF纳米粒子的温敏水凝胶的制备：在室温下，将铜基MOF纳米粒子添加至步骤2)所得甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺溶液，至铜离子浓度为0.1～0.2M，并充分搅拌均匀，密封，室温保存。
2.根据权利要求1所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的缓冲液A为pH为7.2～7.4的磷酸盐缓冲液或pH 8.5～9的碳酸盐缓冲液；缓冲液A选用磷酸盐缓冲液时，明胶与甲基丙烯酸酐质量体积比为8～12：1，质量单位为g，体积单位为mL；缓冲液A选用碳酸盐缓冲液时，明胶与甲基丙烯酸酐质量体积比为0.125～2：1，质量单位为g，体积单位为mL；
缓冲液B为pH 7.2～7.4的磷酸盐缓冲液。
3.根据权利要求1所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的明胶为猪皮明胶，质量浓度为8～10％；所述的甲基丙烯酸酐的滴加速率为0.25～0.50mL/min。
4.根据权利要求1所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的透析温度为45～55℃；透析膜截留值为12-14kDa；步骤2)所述透析温度为20～28℃；透析膜截留值为10～14kDa。
5.根据权利要求1所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的引发剂为过硫酸钾，所述的促引发剂为N,N,N',N'-四甲基乙二胺；所述过硫酸钾为N-异丙基丙烯酰胺的质量的0.15～0.30％；引发剂过硫酸钾和促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺的加入方式为先加引发剂过硫酸钾，再以0.25～0.50μL/min的速率滴加促引发剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺。
6.根据权利要求1所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的甲基丙烯酸酯化明胶与N-异丙基丙烯酰胺的质量比为1：0.8～1.0。
7.根据权利要求1所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述的反应的温度为25～30℃；所述的洗涤是用无水乙醇和去离子水混合液洗涤产物，以除去残留的1,3,5-苯三羧酸和乙酸铜；所述无水乙醇和去离子水的体积比为1：1；洗涤次数为3次以上；所述的1,3,5-苯三甲酸与乙酸铜一水合物的摩尔比为1：1.5～2.0。
8.根据权利要求1所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤4)混合物中甲基丙烯酸酯化明胶-g-聚N-异丙基丙烯酰胺溶液浓度为80～100mg/mL。
9.一种负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶，其特征在于：其由权利要求1-8任一项所述制备方法制得；所述负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶的LCST为32～34℃，高于室温，在室温呈溶胶态。
10.根据权利要求9所述的负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶，其特征在于：在室温下，负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶注射到凹凸不平的伤口表面，体温高于温敏水凝胶的LCST，溶胶中接枝的聚N-异丙基丙烯酰胺分子链聚集折叠在一起，形成物理交联点，溶胶迅速形成凝胶，实现缓慢可控地释放铜离子，促进伤口愈合。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110433737A (zh) * 2019-09-10 2019-11-12 陕西科技大学 一种多功能生物质基复合水凝胶的制备方法及其应用
CN110551398A (zh) * 2019-08-29 2019-12-10 中国科学院海洋研究所 一种具有Fe2+响应特性的金属有机骨架缓蚀剂-水凝胶复合物及其制备方法和应用
CN110698931A (zh) * 2019-08-29 2020-01-17 中山大学 一种具有Fe2+响应特性的金属有机骨架缓蚀剂-水凝胶复合物及其制备方法和应用
CN110904029A (zh) * 2019-12-20 2020-03-24 福州大学 一种单个哺乳动物细胞纳米封装方法及所得封装细胞
CN111286046A (zh) * 2020-03-30 2020-06-16 上海烟草集团有限责任公司 一种具有抗菌性的复合水凝胶及其制备方法及应用
CN111939308A (zh) * 2020-08-05 2020-11-17 佛山金万达科技股份有限公司 一种用于创面愈合的医用水凝胶无孔透湿膜
CN112220959A (zh) * 2020-10-29 2021-01-15 华南理工大学 一种铜基mof水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法与应用
CN112250887A (zh) * 2020-09-01 2021-01-22 华南理工大学 铜金属有机骨架纳米粒子功能化水凝胶及其制备方法与应用
CN112675357A (zh) * 2020-12-31 2021-04-20 广东省第二中医院（广东省中医药工程技术研究院） 一种皮肤水凝胶敷料
CN112999412A (zh) * 2021-03-10 2021-06-22 苏州大学 用于伤口愈合的水凝胶敷料及其制备方法
CN114099716A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 上海交通大学医学院附属第九人民医院 双模态成像组合物及其在肺小结节定位中的应用
CN114259953A (zh) * 2021-12-31 2022-04-01 杭州电子科技大学 一种P-CaCl2-Cr-MOF气凝胶材料及其制备方法和其应用
CN114470313A (zh) * 2022-01-28 2022-05-13 华南理工大学 一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法
CN114479119A (zh) * 2022-01-11 2022-05-13 吉林大学 一种应用于牙周炎治疗的负载ZIF-8的GelMA水凝胶的制备方法
CN115006588A (zh) * 2022-08-04 2022-09-06 中国科学院过程工程研究所 一种体温引发成型的水凝胶敷料及其制备方法
CN115155666A (zh) * 2022-07-31 2022-10-11 湖北工程学院 一种温敏型铜基金属有机框架催化剂的制备及其在硼加成反应中的应用
CN115266869A (zh) * 2021-04-30 2022-11-01 苏州科技大学 全印刷凝胶准固态细胞微阵列生物芯片的制备方法及其产品和应用
CN116440316A (zh) * 2023-03-30 2023-07-18 华南理工大学 具有双重温度响应功能的抗菌水凝胶及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1241198A (zh) * 1996-12-20 2000-01-12 香港中文大学 新型高分子凝胶体及其应用
CN102336774A (zh) * 2011-07-20 2012-02-01 中国科学院化学研究所 一种合成基于btc的纳米级金属有机骨架材料的方法
CN102757538A (zh) * 2011-04-21 2012-10-31 中国科学院成都有机化学有限公司 一种智能型天然高分子-合成高分子共聚物微凝胶及其制备方法
CN107746451A (zh) * 2017-10-20 2018-03-02 烟台智本知识产权运营管理有限公司 丙烯酰胺温敏性水凝胶的合成

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1241198A (zh) * 1996-12-20 2000-01-12 香港中文大学 新型高分子凝胶体及其应用
CN102757538A (zh) * 2011-04-21 2012-10-31 中国科学院成都有机化学有限公司 一种智能型天然高分子-合成高分子共聚物微凝胶及其制备方法
CN102336774A (zh) * 2011-07-20 2012-02-01 中国科学院化学研究所 一种合成基于btc的纳米级金属有机骨架材料的方法
CN107746451A (zh) * 2017-10-20 2018-03-02 烟台智本知识产权运营管理有限公司 丙烯酰胺温敏性水凝胶的合成

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JISHENG XIAO: "A Cooperative Copper Metal–Organic Framework-Hydrogel System Improves Wound Healing in Diabetes", 《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》 *
徐希德: "基于明胶/N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的合成和应用研究", 《北京化工大学硕士学位论文》 *

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110698931B (zh) * 2019-08-29 2021-07-30 中山大学 一种具有Fe2+响应特性的金属有机骨架缓蚀剂-水凝胶复合物及其制备方法和应用
CN110551398A (zh) * 2019-08-29 2019-12-10 中国科学院海洋研究所 一种具有Fe2+响应特性的金属有机骨架缓蚀剂-水凝胶复合物及其制备方法和应用
CN110698931A (zh) * 2019-08-29 2020-01-17 中山大学 一种具有Fe2+响应特性的金属有机骨架缓蚀剂-水凝胶复合物及其制备方法和应用
CN110433737A (zh) * 2019-09-10 2019-11-12 陕西科技大学 一种多功能生物质基复合水凝胶的制备方法及其应用
CN110433737B (zh) * 2019-09-10 2021-09-17 陕西科技大学 一种多功能生物质基复合水凝胶的制备方法及其应用
CN110904029A (zh) * 2019-12-20 2020-03-24 福州大学 一种单个哺乳动物细胞纳米封装方法及所得封装细胞
CN110904029B (zh) * 2019-12-20 2021-11-02 福州大学 一种单个哺乳动物细胞纳米封装方法及所得封装细胞
CN111286046A (zh) * 2020-03-30 2020-06-16 上海烟草集团有限责任公司 一种具有抗菌性的复合水凝胶及其制备方法及应用
CN111939308A (zh) * 2020-08-05 2020-11-17 佛山金万达科技股份有限公司 一种用于创面愈合的医用水凝胶无孔透湿膜
CN111939308B (zh) * 2020-08-05 2022-05-17 佛山金万达科技股份有限公司 一种用于创面愈合的医用水凝胶无孔透湿膜
CN112250887A (zh) * 2020-09-01 2021-01-22 华南理工大学 铜金属有机骨架纳米粒子功能化水凝胶及其制备方法与应用
CN112220959A (zh) * 2020-10-29 2021-01-15 华南理工大学 一种铜基mof水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法与应用
CN112220959B (zh) * 2020-10-29 2021-12-21 华南理工大学 一种铜基mof水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法与应用
CN112675357A (zh) * 2020-12-31 2021-04-20 广东省第二中医院（广东省中医药工程技术研究院） 一种皮肤水凝胶敷料
CN112999412A (zh) * 2021-03-10 2021-06-22 苏州大学 用于伤口愈合的水凝胶敷料及其制备方法
CN112999412B (zh) * 2021-03-10 2022-04-12 苏州大学 用于伤口愈合的水凝胶敷料及其制备方法
CN115266869B (zh) * 2021-04-30 2024-04-26 苏州科技大学 全印刷凝胶准固态细胞微阵列生物芯片的制备方法及其产品和应用
CN115266869A (zh) * 2021-04-30 2022-11-01 苏州科技大学 全印刷凝胶准固态细胞微阵列生物芯片的制备方法及其产品和应用
CN114099716A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 上海交通大学医学院附属第九人民医院 双模态成像组合物及其在肺小结节定位中的应用
CN114099716B (zh) * 2021-11-30 2023-04-07 上海交通大学医学院附属第九人民医院 双模态成像组合物及其在肺小结节定位中的应用
CN114259953A (zh) * 2021-12-31 2022-04-01 杭州电子科技大学 一种P-CaCl2-Cr-MOF气凝胶材料及其制备方法和其应用
CN114479119A (zh) * 2022-01-11 2022-05-13 吉林大学 一种应用于牙周炎治疗的负载ZIF-8的GelMA水凝胶的制备方法
CN114479119B (zh) * 2022-01-11 2023-09-08 吉林大学 一种应用于牙周炎治疗的负载ZIF-8的GelMA水凝胶的制备方法
CN114470313A (zh) * 2022-01-28 2022-05-13 华南理工大学 一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法
CN114470313B (zh) * 2022-01-28 2023-02-14 华南理工大学 一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法
CN115155666A (zh) * 2022-07-31 2022-10-11 湖北工程学院 一种温敏型铜基金属有机框架催化剂的制备及其在硼加成反应中的应用
CN115155666B (zh) * 2022-07-31 2023-09-15 湖北工程学院 一种温敏型铜基金属有机框架催化剂的制备及其在硼加成反应中的应用
CN115006588A (zh) * 2022-08-04 2022-09-06 中国科学院过程工程研究所 一种体温引发成型的水凝胶敷料及其制备方法
CN116440316A (zh) * 2023-03-30 2023-07-18 华南理工大学 具有双重温度响应功能的抗菌水凝胶及其制备方法与应用

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