CN109758615B - 一种双面复合水凝胶及其制备方法 - Google Patents
一种双面复合水凝胶及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双面复合水凝胶及其制备方法，涉及生物医药材料领域，包括软组织修复层和硬组织修复层。提供修复软组织和硬组织的复合水凝胶的制备方法包括：1.水凝胶的制备；2.将水凝胶浸泡在磷酸或亚磷酸盐溶液，然后用去离子水清洗多次；3.将步骤二中清洗完成水凝胶浸泡在可溶性钙盐中，然后用去离子水清洗多次；4：重复步骤2~3多次,至水凝胶下层呈白色；5.将步骤4得到的水凝胶，再加入可溶性钙盐浸泡；6.将步骤五得到的复合水凝胶干燥，即得到成品。可以同时修复软组织和硬组织，并解决了由于运动使硬组织修复层与软组织修复层发生移动的问题。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药材料领域，尤其是一种双面复合水凝胶及其制备方法。
背景技术
水凝胶是以水为分散介质的凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。水凝胶是一类用于各种创伤、创口表面进行临时覆盖的医用材料，可使创口免遭细菌感染及其它外来因素的影响，起到保护创口、创面的作用。脱脂棉纱布作为一种传统 敷料，在医疗卫生领域发挥了重要作用。虽然具有许多优点，但是其应用并不令人十分满意。其吸液量不够大，需要厚厚包扎并经常更换；敷料在吸液后易干燥，并与伤口发生粘连 而造成二次创伤，所以将逐渐被其它敷料代替。
羟基磷灰石是人体硬组织（例如指甲、骨骼、牙齿等）的主要成分，具有良好的生物相容性和成骨活性，能够与骨组织形成牢固的结合，为骨生长提供支架或模板，因此羟基磷灰石是公认的优异生物活性材料。但是，羟基磷灰石在应用中存在易碎、机械强度低等 缺陷，如果直接将羟基磷灰石粉末作为骨组织修复材料充填在体内，其强度或韧性难以满 足植入材料的要求。将羟基磷灰石与高分子水凝胶复合，不仅可以克服羟基磷灰石脆性大、不易成型等缺点，而且也会改善聚合物材料的生物相容性和生物活性。羟基磷灰石水凝胶 还具有促进骨表面血管化形成、再矿化等优点，新生细胞和养分可以通过水凝胶的三维网 络孔洞结构进入支架内侧，诱导骨生成，从而更好的完成骨缺损的修复。
在现实医学中，身体损伤不仅仅是皮肤等软组织缺损或骨骼等硬组织缺损。但是在现有技术中，临床上使用的产品往往是两种独立材料的合用，比如用骨粉和骨膜，来引导骨再生。骨粉和骨膜之间没有任何粘接力，使用过程中经常会发生骨膜的移动，导致骨粉的渗漏，影响骨愈合和皮肤或者黏膜创口的修复。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种双面复合水凝胶及其制备方法，可以同时修复软组织和硬组织，并解决了由于运动使硬组织修复层与软组织修复层发生移动的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种双面复合水凝胶，包括软组织修复层和硬组织修复层。
在患者硬组织和软组织均缺损的情况下，需要使用骨粉诱导骨再生，由于采用上述结构，将骨粉作用在缺损硬组织上，然后将双面复合水凝胶硬组织修复层贴合在缺损的硬组织上，软组织修复层与软组织粘接，可以实现同时对软组织和硬组织进行缺损修复，这种复合水凝胶分别于硬组织和软组织粘接，所以不易发生位移，不会发生骨粉渗漏。
进一步的，所述软组织修复层为水凝胶。
进一步的，所述的硬组织修复层包括羟基磷灰石。
一种双面复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：水凝胶的制备；
步骤二：将水凝胶浸泡在磷酸或亚磷酸盐溶液60~150s，然后移去磷酸或亚磷酸盐溶液，用去离子水清洗多次；
步骤三：将步骤二中清洗完成水凝胶浸泡在可溶性钙盐中60~150s，然后移去可溶性钙盐，用去离子水清洗多次；
水凝胶具有吸水能力，步骤二中，水凝胶将磷酸或亚磷酸盐溶液吸收在水凝胶内，然后步骤三再吸收可溶性钙盐，在水凝胶内部反应生成羟基磷灰石。浸泡之后的水凝胶需要通过去离子水清洗，防止在水凝胶表面形成羟基磷灰石，影响水凝胶吸水性，提高水凝胶内部羟基磷灰石含量。
步骤四：重复步骤二和三，至软组织修复层下层呈白色及硬组织修复层，所述硬组织修复层始终向下；
步骤五：将步骤四得到的水凝胶，再加入可溶性钙盐浸泡18~30h，
步骤六：将步骤五得到的复合水凝胶干燥，即得到成品。
进一步的，所述步骤二中的磷酸或亚磷酸盐溶液的浓度为0.1~2mol/L。
进一步的，所述磷酸包括：磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠，磷酸氢二钾，磷酸二氢钾，焦磷酸钠，三聚磷酸钠，六偏磷酸钠或其它可溶的磷酸盐中的一种或多种。
进一步的，所述磷酸包括：亚磷酸氢铵，亚磷酸铵，亚磷酸氢钠，亚磷酸钠，亚磷酸氢钾，亚磷酸钾或其它可溶的亚磷酸盐中的一种或多种。
进一步的，所述步骤二和步骤五中的可溶性钙盐的浓度为0.1~2mol/L。
进一步的，所述可溶性钙盐包括：氯化钙、硝酸钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙、乳酸钙、氯酸钙、柠檬酸钙、碳 酸钙或其它可溶的钙盐中的一种或多种。
进一步的，所述步骤六中为真空干燥温度为25~80℃，干燥时间为2~8h。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明包括软组织修复层和硬组织修复层，可以同时修复硬组织和软组织，在使用过程中，水凝胶不容易发生位移造成骨粉渗漏，有利于骨修复。
2、本发明将软组织修复层和硬组织修复层设置在一起，不仅可以实现软组织和硬组织同时修复，而且使用方便。
3、本发明制备方法简单，操作方便，有利于大规模生产推广。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是硬组织修复层扫描电镜图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
本实施了提供了一种双面复合水凝胶，包括软组织修复层和硬组织修复层。软组织修复层为，硬组织修复层为羟基磷灰石水凝胶。
实施例2
本实施例为实施例1提供了一种双面复合水凝胶的制备方法，具体是：
步骤一：水凝胶的制备，按照质量份数将聚乙烯醇4份、丙三醇1份去离子水40份混合，在90℃搅拌2h，再加入季铵盐壳聚糖10份搅拌均匀，干燥；
步骤二：将水凝胶部分浸泡在0.1mol/L的Na2PO3溶液中150s，然后去除Na2PO3溶液，用去离子水清洗3~5次；
步骤三：将步骤二中清洗完成水凝胶，将浸泡面向下浸泡在0.1mol/L的Ca(NO3）2溶液中150s，然后移去Ca(NO3）2溶液，用去离子水清洗3~5次；
步骤四：重复步骤二和三，至软组织修复层下层呈白色；
步骤五：将步骤四得到的水凝胶，再加入0.1mol/L的Ca(NO3）2溶液浸泡30h，
步骤六：将步骤五得到的复合水凝胶在80℃干燥4h，即得到成品。
实施例3
步骤一：水凝胶的制备，按照质量份数，将锂藻土25份分散于氧化石墨烯水分散液中，先搅拌，再超声，得到均匀的分散液；然后加入 N-异丙基丙烯酰胺单体6份，搅拌均匀后除氧，加入0.7份的过硫酸钾和0.7份的四甲基乙二胺，将反应液转移到玻璃试管或反应模具中密封，在15 ~ 25 ℃下通过原位自由基聚合反应，制得所述聚合物-氧化石墨烯复合水凝胶；
步骤二：将水凝胶浸泡在2mol/L的K3PO4溶液中60s，然后移去K3PO4溶液，用去离子水清洗多次；
步骤三：将步骤二中清洗完成水凝胶浸泡在2mol/L的CaSO4水溶液中60s，然后移去2mol/L的CaSO4水溶液，用去离子水清洗多次；
步骤四：重复步骤二和三，至软组织修复层下层呈白色，及硬组织修复层；
步骤五：将步骤四得到的水凝胶，再加入2mol/L的CaSO4水溶液浸泡18h，
步骤六：将步骤五得到的复合水凝胶在25℃干燥8h，即得到成品。
实施例4
步骤一：水凝胶的制备，将4g/L的多巴胺水溶液和支架溶液按照体积比1:1在冰水浴中搅拌均匀，支架溶液按照质量份包括以下原料：细胞质外基质28份、过硫酸铵3份、N,N－亚甲基双丙烯酰胺0.03份和水50份，将水凝胶干燥备用；
步骤二：将水凝胶完全浸没的泡在0.5mol/L的K2HPO4溶液100s，然后用移液管移去K2HPO4溶液，用去离子水清洗3~5次；
步骤三：将步骤二中清洗完成水凝胶完全浸没的泡在0.3mol/L的CaCL2水溶液中100s，然后用移液管移去CaCL2水溶液，用去离子水清洗3~5次；
步骤四：重复步骤二和三，至软组织修复层下层呈白色；
步骤五：将步骤四得到的水凝胶，再加入0.3mol/L的CaCL2水溶液浸泡24h，
步骤六：将步骤五得到的复合水凝胶在37℃干燥6h，即得到成品。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (7)
1.一种双面复合水凝胶，其特征在于，包括软组织修复层和硬组织修复层，所述软组织修复层为水凝胶，所述的硬组织修复层包括羟基磷灰石；所述双面复合水凝胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一：水凝胶的制备；
步骤二：将水凝胶部分浸泡在磷酸盐或亚磷酸盐溶液60~150s，然后移去磷酸盐或亚磷酸盐溶液，用去离子水清洗多次；
步骤三：将步骤二中清洗完成水凝胶，将浸泡面向下浸泡在可溶性钙盐中60~150s，然后移去可溶性钙盐，用去离子水清洗多次；
步骤四：重复步骤二和三多次，至软组织修复层下层呈白色；
步骤五：将步骤四得到的水凝胶，再加入可溶性钙盐浸泡18~30h；
步骤六：将步骤五得到的复合水凝胶干燥，即得到成品。
2.根据权利要求1所述的双面复合水凝胶，其特征在于，所述步骤二中的磷酸盐或亚磷酸盐溶液的浓度为0.1~2mol/L。
3.根据权利要求1所述的双面复合水凝胶，其特征在于，所述磷酸盐包括：磷酸氢二铵，磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的双面复合水凝胶，其特征在于，所述亚磷酸盐包括：亚磷酸氢铵、亚磷酸铵、亚磷酸氢钠、亚磷酸钠、亚磷酸氢钾、亚磷酸钾中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的双面复合水凝胶，其特征在于，所述步骤二和步骤五中的可溶性钙盐的浓度为0.1~2mol/L。
6.根据权利要求1所述的双面复合水凝胶，其特征在于，所述可溶性钙盐包括：氯化钙、硝酸钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙、乳酸钙、氯酸钙中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的双面复合水凝胶，其特征在于，所述步骤六中为真空干燥温度为25~80℃，干燥时间为2~8h。
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