CN111116824A - 一种高强韧多功能水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强韧多功能水凝胶及其制备方法和应用，以天然高分子多糖和疏水侧链修饰的亲水聚合物为基体，通过双物理网络的结构设计，得到具备高强韧、自愈合、生物相容的双物理网络水凝胶。与现有技术相比，本发明水凝胶具有可恢复和自愈合能力，并且生物相容性好，机械性能优异，可作为软骨修复材料应用于生物组织工程。
Description
技术领域
本发明涉及一种水凝胶技术领域，具体地说，涉及一种具有可恢复、自愈合、生物相容性的高强度水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
水凝胶是具有三维交联网络结构、且含有大量水(50-90％)的一种高分子软湿性材料。根据网络结构中交联点的键合方式，水凝胶被分为化学水凝胶和物理水凝胶。当前，水凝胶已广泛应用于人们日常生活的方方面面，比如其不仅可以作为保护细胞及其它物质的介质，而且还具有高的传导性。此外，水凝胶还可注射且便于3D打印，这使得其在可定制医疗方面具有高的应有价值，比如水凝胶已广泛应用于药物控释、再生医学、体外诊断等。然而，传统的水凝胶由于其固有的结构异质性或缺乏有效的能量耗散机制，使得其机械性能较差(物理凝胶较脆，合成水凝胶较弱)，极大地限制了水凝胶在高机械性能需求领域的应用，比如再生软组织修复、可拉伸功能器件等。
目前有多种方法增强增韧水凝胶，以提高水凝胶的力学性能。如纳米复合水凝胶、高分子微球复合水凝胶、拓扑水凝胶、超分子水凝胶及双网络水凝胶。其中，具有高强韧的双网络水凝胶受到了广泛的关注，并成为水凝胶中研究的热点之一。双网络水凝胶是指凝胶内部包含着两个相互穿插的网络：(i)刚性和脆性的第一网络(例如：海藻酸盐，纤维素，琼脂等)提供牺牲键并在巨大变形期间耗散能量，(ii)柔软且可伸展的第二网络(例如：聚丙烯酸(PAA)，聚丙烯酰胺(PAAm)等)在应力作用下仍保持完整。通过在各种柔软的亲水聚合物组合中引入双网络结构，可以获得高强度水凝胶。
在双网络水凝胶中，化学交联双网络水凝胶表现出高机械性能，但由于共价键断裂的不可逆性及化学交联剂的细胞毒性，传统化学交联水凝胶通常表现抗疲劳性低、生物相容性差等问题，其极大限制了可拉伸水凝胶在生物组织工程等领域的应用。
中国专利CN107011609A公开了一种具有自恢复能力的高强化学-物理双网络水凝胶，以亲水性单体聚合或由亲水性大分子混合并反应得到第一化学网络，由多糖及其衍生物通过物理交联形成第二物理网络，由于含有非共价键交联而成的物理网络，该水凝胶具有一定的缺口不敏感性和自恢复能力，但由于该水凝胶中仍含有化学网络，且在化学网络形成的过程中引入具有细胞毒性的化学交联剂，因此其生物相容性差。
中国专利CN108047465A了一种甲基丙烯酸酯明胶/壳聚糖互穿网络水凝胶，所制备的互穿网络水凝胶无毒、无味、可生物降解，具有良好的生物相容性，可用于细胞、组织培养，作为组织修复材料或组织工程支架应用于组织工程领域。该水凝胶的强度较低，模量低，这限制了其在高机械强度需求领域如作为软骨支撑材料的应用，且由于其第一重网络通过共价键交联形成，因此也不具备自愈合功能。
综上所述，特提出本发明，一种新型的高强韧、多功能水凝胶的制备方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高强韧、多功能水凝胶及其制备方法和应用。该水凝胶具有可恢复和自愈合能力，并且生物相容性好，机械性能优异，可作为软骨修复材料应用于生物组织工程。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高强韧多功能水凝胶，其特征在于，以天然高分子多糖和疏水侧链修饰的亲水聚合物为基体，通过双物理网络的结构设计，得到具备高强韧、自愈合、生物相容的双物理网络水凝胶；双物理网络水凝胶包括由天然高分子多糖及其衍生物通过非共价作用(离子缔合)所形成的第一网络；由疏水单体与亲水单体在表面活性剂的作用下，通过胶束共聚，形成的非共价作用(疏水缔合)第二网络。
所述的高分子多糖具有热可逆特性，包括卡拉胶、结冷胶、甲基纤维素、羟甲基纤维素、可德胶、明胶及其衍生物中的一种或几种。
所述的疏水侧链修饰的亲水聚合物是以疏水单体修饰亲水性单体得到的亲水聚合物；
其中，疏水单体为甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，包括：甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种；
所述的亲水性单体包括：丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或几种。
所述的亲水性单体与疏水单体可以为以上中的一种或多种，且能相互发生化学反应。
由于物理网络的可逆性，水凝胶在室温下表现出优异的自恢复性。由于多糖的热可逆凝胶化的特性，高温热处理拉伸变形后的水凝胶样品可进一步提高其可恢复效率，除此之外，多糖的热可逆凝胶化特性还赋予了水凝胶自愈合能力。
一种高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将高分子多糖、亲水性单体混合加入含去离子水溶液的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热，再恒温搅拌以充分溶解高分子多糖；
(2)逐步在反应瓶中加入提前配好的NaCl溶液，表面活性剂、引发剂以及疏水单体；
(3)待所有反应物加入完全后，高温搅拌得到透明、低粘度溶液；
(4)将步骤(3)得到的预聚合溶液注入相应模具中，在固化仪中进行光聚合反应或在加热条件下热引发聚合得到疏水网络；
(5)静置冷却2h，最终得到双物理网络水凝胶。
步骤(1)中所述高分子多糖与亲水性单体的质量比为：0.001～0.1:1，油浴锅中加热温度为50～95℃，50～95℃下恒温搅拌时间为3分钟～24小时以充分溶解热可逆高分子多糖。
所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化物，其加入量为反应瓶中溶液总质量的1％～15％。
所述的高分子多糖、亲水性单体、引发剂、疏水单体质量比为0.001～0.2:1:0.001～0.05:0.001～0.1；所述的亲水性单体与去离子水的质量比为0.01～0.8:1；所述的NaCl溶液加入体系后，其在反应体系中的浓度为0.05～2.0mol/L。
疏水第二网络通过光聚合或热聚合得到，其中，光引发剂包括：2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(I2959)、α-酮戊二酸；热引发剂为过硫酸盐，包括过硫酸铵、过硫酸钾。
步骤(3)中，高温搅拌的温度为50～95℃，搅拌时间为1分钟～24小时。
步骤(4)中光聚合反应采用紫外光波长为300～400nm，光照时间为1分钟～24小时；热引发聚合的反应温度为25～95℃，聚合时间1分钟～72小时。
步骤(5)所述的静置冷却是通过在室温状态下冷却或置于冰箱中冷却得到的，冷却温度为2～30℃。
一种高强韧多功能水凝胶的应用，其特征在于，将双物理网络水凝胶应用在组织工程和生物医药领域。
本发明基于非共价作用(离子缔合、疏水作用和氢键)构筑水凝胶骨架网络，这些非共价作用具有可逆性，在去除应力后，这些可逆的非共价键可动态再生，从而恢复双物理网络水凝胶强度和韧性。
本发明选用的热可逆多糖及其衍生物凝胶如琼脂、卡拉胶等，这些大分子高温下在水中处于溶液状态时，分子以无规线团形式存在，而当冷却时，构象从无规卷曲变化到双螺旋，进一步地，由于氢键作用，双螺旋聚集发生溶胶-凝胶转变形成凝胶，再次加热时，又可以从凝胶转化为溶胶，这种温度敏感特性可以使其用作可注射的伤口敷料及药物缓释材料。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：
(1)本发明通过控制温度即得到热可逆多糖第一网络，通过热引发或光照引发胶束共聚得到疏水修饰的第二网络，操作步骤简单，反应条件易控，反应温和。
(2)第一网络引入具有热可逆性质的天然高分子多糖，原料来源广泛，成本低；且由于它们由生物体合成，生物学功能丰富，生物相容性优。
(3)该水凝胶由于物理网络具有可逆性，自恢复性和抗疲劳性；当施加在凝胶上的应力去除后，水凝胶网络能够快速的重组并恢复，从而恢复其机械性能。在作为承重软组织替代物上具有巨大的潜力。
(4)该水凝胶在有缺口的情况下能够有效传导应力，避免应力集中，在较高的应变下缺口的裂纹只变钝而不扩展，保持较高的拉伸强度和断裂伸长率，具备缺口不敏感性。
(5)得益于多糖的热可逆凝胶化特性，将水凝胶切开后将两个断面接触，在室温下或高温下愈合一段时间后发现切割断面很好的愈合在一起，用力按压愈合后的样品，样品只发生形变而不破裂，自愈合性能优。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备的水凝胶的可恢复特性图-室温下水凝胶在第一次加载-卸载循环后，不同静置时间后的第二次循环拉伸曲线；
图2为本发明实施例1所制备的水凝胶的可恢复特性图-不同恢复时间下对水凝胶恢复效率的影响；
图3为本发明实施例1所制备的水凝胶的自愈合特性图:(a)将两原始水凝胶样品切割成两半、(b)切割水凝胶愈合、(c)愈合后凝胶样品的拉伸示意图。
具体实施方式
为进一步理解本发明，下面结合具体实施例具体描述，但本发明的保护范围并不局限于这些实施例，本领域技术人员对本发明做出的非本质改进和调整，均属于本发明保护范围。
实施例1
将0.3g结冷胶，8.217g丙烯酰胺单体加入到含有21g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至90℃，在90℃下恒温搅拌2h以充分溶解结冷胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，2.1g十二烷基硫酸钠，0.264g光引发剂I2959，900μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
待所有反应物加入完全后，90℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后注入相应模具中。
将模具放入固化仪中进行光聚合反应5min，以形成疏水侧链修饰的聚丙烯酰胺网络。
室温下静置冷却2h，得到结冷胶/疏水聚丙烯酰胺水凝胶。
实施例2
将0.1g卡拉胶，2.74g丙烯酰胺单体，加入到含有7g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至70℃，在70℃下恒温搅拌2h以充分溶解卡拉胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，0.7g十二烷基硫酸钠，0.0881g光引发剂I2959，300μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
待所有反应物加入完全后，70℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后注入相应模具中。
将模具放入固化仪中进行光聚合反应5min，以形成疏水侧链修饰的聚丙烯酰胺网络。
室温下静置冷却2h，得到卡拉胶/疏水聚丙烯酰胺水凝胶。
实施例3
将0.05g结冷胶，2.74g丙烯酰胺单体加入到含有7g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至60℃，在60℃下恒温搅拌2h以充分溶解结冷胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，0.7g十二烷基硫酸钠，300μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
待所有反应物加入完全后，60℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后加入0.1g过硫酸铵，搅拌3min后迅速注入模具中。
60℃反应20min得到疏水聚N,N-二甲基丙烯酰胺网络。
放入冰箱中静置冷却0.5h，最终得到卡拉胶/疏水聚丙烯酰胺水凝胶。
实施例4
将0.15g卡拉胶，3g N,N-二甲基丙烯酰胺单体加入到含有7g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至70℃，在70℃下恒温搅拌2h以充分溶解卡拉胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，0.7g十二烷基硫酸钠，，240μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
待所有反应物加入完全后，70℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后加入0.1g过硫酸铵，搅拌1min后迅速注入模具中。
70℃反应10min得到疏水聚N,N-二甲基丙烯酰胺网络。
室温下静置冷却最终得到卡拉胶/疏水聚N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶。
实施例5
将0.2g结冷胶，2.74g丙烯酰胺单体加入到含有7g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至95℃，在95℃下恒温搅拌5h以充分溶解结冷胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，0.7g十二烷基硫酸钠，0.0881g光引发剂I2959，300μL甲基丙烯酸十八烷基酯。待所有反应物加入完全后，95℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后注入相应模具中。
将模具放入固化仪中进行光聚合反应5min，以形成疏水侧链修饰的聚丙烯酰胺网络。
室温下静置冷却2h，得到结冷胶/疏水聚丙烯酰胺水凝胶。
实施例6
将0.15g卡拉胶，8.217g丙烯酰胺单体，加入到含有21g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至60℃，在70℃下恒温搅拌2h以充分溶解卡拉胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，0.7g十二烷基硫酸钠，0.264g光引发剂I2959，900μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
待所有反应物加入完全后，60℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后注入相应模具中。
将模具放入固化仪中进行光聚合反应5min，以形成疏水侧链修饰的聚丙烯酰胺网络。
再室温下静置冷却2h，得到卡拉胶/疏水聚丙烯酰胺水凝胶。
实施例7
将0.1g结冷胶,2.13g丙烯酰胺单体,0.36g丙烯酸单体加入到含有7g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至80℃，在80℃下恒温搅拌2h以充分溶解结冷胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，0.7g十二烷基硫酸钠，300μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
待所有反应物加入完全后，80℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后加入0.1g过硫酸铵，搅拌1min后迅速注入模具中。
70℃反应10min得到疏水聚丙烯酰胺－丙烯酸共聚物第二网络。
室温下静置冷却2h，得到结冷胶/疏水聚丙烯酰胺－丙烯酸共聚物水凝胶。
实施例8
将0.2g结冷胶，3g N,N-二甲基丙烯酰胺单体加入到含有10g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至95℃，在95℃下恒温搅拌5h以充分溶解结冷胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，0.7g十二烷基硫酸钠，0.721g光引发剂I2959，240μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
在95℃下恒温搅拌2h以使所有反应物充分溶解，得到透明、低粘度溶液，后将溶液注入相应模具中。
将模具放入固化机中进行光聚合反应20min，以形成疏水聚N,N-二甲基丙烯酰胺网络。
再室温下静置冷却2h，最终得到结冷胶/疏水聚N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶。
实施例9
将0.3g结冷胶，9g N,N-二甲基丙烯酰胺单体加入到含有30g去离子水的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至80℃，在80℃下恒温搅拌2h以充分溶解结冷胶。
随后逐步加入提前配好的NaCl溶液，2.1g十二烷基硫酸钠，2.163g光引发剂I2959，720μL甲基丙烯酸十八烷基酯。
在80℃下恒温搅拌2h以使所有反应物充分溶解，得到透明、低粘度溶液，后将溶液注入相应模具中。
将模具放入固化机中进行光聚合反应20min，以形成疏水聚N,N-二甲基丙烯酰胺网络。
再在冰箱中静置冷却0.5h，最终得到结冷胶/疏水聚N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶。
实施例10
将0.2g甲基纤维素，3g N-异丙基丙烯酰胺加入到含7g去离子水溶液的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至95℃，在95℃下恒温搅拌10分钟以使甲基纤维素充分分散。
随后逐步在反应瓶中加入提前配好的NaCl溶液，2g十六烷基三甲基溴化物，以及300μL甲基丙烯酸十二烷基酯。
待所有反应物加入完全后，40℃继续恒温搅拌，直至得到透明、低粘度溶液，后加入0.1g过硫酸钾，搅拌10min后迅速注入模具中。
40℃反应5h得到疏水聚N-异丙基丙烯酰胺网络。
在70℃高温静置最终得到甲基纤维素/疏水聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶。
实施例11
将0.1g明胶，3g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合加入到含7g去离子水溶液的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热至90℃，在90℃下恒温搅拌24h以充分溶解明胶。
随后逐步在反应瓶中加入提前配好的NaCl溶液，2g十二烷基苯磺酸钠，以及300μL丙烯酸十二酯。
待所有反应物加入完全后，90℃高温搅拌3h，得到透明、低粘度溶液，后加入0.1g过硫酸钾，搅拌3min后迅速注入模具中。
90℃反应30min得到疏水聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
在冰箱中冷却静置最终得到明胶/疏水聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸水凝胶。
应用例1
高强韧、多功能水凝胶可恢复特性
按照实施例1所示的方法，制备得到结冷胶/疏水侧链修饰聚丙烯酰胺水凝胶，该水凝胶经历第一次加载卸载循环拉伸500％应变，静置不同时间(0-48h)后进行第二次循环拉伸测试，如图1所示，滞后环的面积随静置时间的增加而增加，表明破坏的内部网络结构随着时间自恢复。
当静置间48h后，耗散能和弹性模量分别恢复到约50％和80％。同时，从图2可进一步看出，初期水凝胶的恢复速率很快，随着恢复时间的延长，恢复速率逐渐降低。这说明，水凝胶在室温下，短时间内(1h)即具有优良的恢复效率(40％)。由于水凝胶在室温下可快速自恢复，因此该水凝胶在连续加载循环时具有显著的抗疲劳能力。
应用例2
高强韧、多功能水凝胶自愈合性
按照实施例1所示的方法，制备得到结冷胶/疏水聚丙烯酰胺双物理网络水凝胶，图3显示了一个水凝胶样品在60℃下连接5小时后表现出的良好的愈合性能，具体实验过程如下：将两个圆柱状(直径18mm，高10mm)水凝胶样品分别切割成两半，将来自两个不同水凝胶样品的切割断面对接，放入模具中密封，在60℃下静置5h后取出。发现切割断面很好的愈合在一起，用力拉伸愈合后的样品，样品只发生形变而未破裂。
上述各实施例所得水凝胶的性能如下表所示：
可以看出，本发明水凝胶具有可恢复和自愈合能力，机械性能优异，撕裂能接近于人类软骨组织的撕裂能，可作为软骨修复材料应用于生物组织工程。
Claims (10)
1.一种高强韧多功能水凝胶，其特征在于，以天然高分子多糖和疏水侧链修饰的亲水聚合物为基体，通过双物理网络的结构设计，得到具备高强韧、自愈合、生物相容的双物理网络水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种高强韧多功能水凝胶，其特征在于，所述的高分子多糖具有热可逆特性，包括卡拉胶、结冷胶、甲基纤维素、羟甲基纤维素、可德胶、明胶及其衍生物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高强韧多功能水凝胶，其特征在于，所述的疏水侧链修饰的亲水聚合物是以疏水单体修饰亲水性单体得到的亲水聚合物；
其中，疏水单体为甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，包括：甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种；
所述的亲水性单体包括：丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或几种。
4.一种如权利要求1～3中任一所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将高分子多糖、亲水性单体混合加入含去离子水溶液的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热，再恒温搅拌以充分溶解高分子多糖；
(2)逐步在反应瓶中加入提前配好的NaCl溶液，表面活性剂、引发剂以及疏水单体；
(3)待所有反应物加入完全后，高温搅拌得到透明、低粘度溶液；
(4)将步骤(3)得到的预聚合溶液注入相应模具中，在固化仪中进行光聚合反应或在加热条件下热引发聚合得到疏水网络；
(5)静置冷却2h，最终得到双网络水凝胶。
5.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述高分子多糖与亲水性单体的质量比为：0.001～0.1:1，油浴锅中加热温度为50～95℃，50～95℃下恒温搅拌时间为3分钟～24小时以充分溶解热可逆高分子多糖。
6.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的氯化钠加入后在溶液中的浓度为0.05M～2.0M；
所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化物，其加入量为反应瓶中溶液总质量的1％～15％。
7.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，高温搅拌的温度为50～95℃，搅拌时间为1分钟～24小时。
8.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(4)中光聚合反应采用紫外光波长为300～400nm，光照时间为1分钟～24小时；热引发聚合的反应温度为25～95℃，聚合时间1分钟～72小时。
9.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的静置冷却是通过在室温状态下冷却或置于冰箱中冷却得到的，冷却温度为2～80℃。
10.一种如权利要求1所述的高强韧多功能水凝胶的应用，其特征在于，将双物理网络水凝胶应用在组织工程和生物医药领域。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113185696A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-30 | 陕西科技大学 | 一种基于明胶的ucst型温敏性材料的制备方法 |
| CN113215860A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-06 | 东北林业大学 | 一种木质素/纤维素复合薄膜及其制备方法 |
| CN113265071A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 青岛科技大学 | 一种蔬菜大棚使用的控温水凝胶的制备方法 |
| CN113274543A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-20 | 吉林大学 | 一种新型黏附抗菌温度耐受功能水凝胶制备方法及应用 |
| CN113292674A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-24 | 吉林大学 | 一种新型粘附和高导电性水凝胶制备方法及应用 |
| CN114409925A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-29 | 贵州省烟草科学研究院 | 一种可德胶/Resilin-R5复合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN114732937A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-12 | 斯贝福（北京）生物技术有限公司 | 一种用于动物耳软骨支撑材料的敷料及其制备方法和应用 |
| CN114805704A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 陕西科技大学 | 一种高强度水下粘附型多网络水凝胶的制备方法 |
| CN116239827A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-06-09 | 大连海事大学 | 一种双网络水凝胶的制备方法及其在柔性传感器中的应用 |
| CN117924599A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 山东利尔康医疗科技股份有限公司 | 抗菌性能的自修复水凝胶的制备方法及其在医用导管及引流管接头的湿性抗感染敷贴的应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103739861A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-23 | 河南理工大学 | 一种高强度水凝胶的制备方法 |
| CN105085791A (zh) * | 2015-09-13 | 2015-11-25 | 长春工业大学 | 一种疏水微球增韧增强物理交联双网络水凝胶的制备方法 |
| CN109337014A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-02-15 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种高伸长率高强度双网络水凝胶及制备方法 |
| CN110615899A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-27 | 华东师范大学 | 一种糖类复合聚丙烯酰胺水凝胶及制备方法和应用 |
-
2019
- 2019-12-10 CN CN201911262049.3A patent/CN111116824A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103739861A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-23 | 河南理工大学 | 一种高强度水凝胶的制备方法 |
| CN105085791A (zh) * | 2015-09-13 | 2015-11-25 | 长春工业大学 | 一种疏水微球增韧增强物理交联双网络水凝胶的制备方法 |
| CN109337014A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-02-15 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种高伸长率高强度双网络水凝胶及制备方法 |
| CN110615899A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-27 | 华东师范大学 | 一种糖类复合聚丙烯酰胺水凝胶及制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 徐修成，等编著: "《家庭实用胶粘剂及胶接技术》", 30 September 1995, 航空工业出版社 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113185696B (zh) * | 2021-04-15 | 2023-01-10 | 陕西科技大学 | 一种基于明胶的ucst型温敏性材料的制备方法 |
| CN113185696A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-30 | 陕西科技大学 | 一种基于明胶的ucst型温敏性材料的制备方法 |
| CN113215860A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-06 | 东北林业大学 | 一种木质素/纤维素复合薄膜及其制备方法 |
| CN113265071A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-17 | 青岛科技大学 | 一种蔬菜大棚使用的控温水凝胶的制备方法 |
| CN113274543A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-20 | 吉林大学 | 一种新型黏附抗菌温度耐受功能水凝胶制备方法及应用 |
| CN113292674A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-24 | 吉林大学 | 一种新型粘附和高导电性水凝胶制备方法及应用 |
| CN114409925A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-29 | 贵州省烟草科学研究院 | 一种可德胶/Resilin-R5复合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN114805704A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 陕西科技大学 | 一种高强度水下粘附型多网络水凝胶的制备方法 |
| CN114732937A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-12 | 斯贝福（北京）生物技术有限公司 | 一种用于动物耳软骨支撑材料的敷料及其制备方法和应用 |
| CN116239827A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-06-09 | 大连海事大学 | 一种双网络水凝胶的制备方法及其在柔性传感器中的应用 |
| CN116239827B (zh) * | 2023-01-29 | 2024-03-29 | 大连海事大学 | 一种双网络水凝胶的制备方法及其在柔性传感器中的应用 |
| CN117924599A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 山东利尔康医疗科技股份有限公司 | 抗菌性能的自修复水凝胶的制备方法及其在医用导管及引流管接头的湿性抗感染敷贴的应用 |
| CN117924599B (zh) * | 2024-03-22 | 2024-06-14 | 山东利尔康医疗科技股份有限公司 | 抗菌性能的自修复水凝胶的制备方法及其在医用导管及引流管接头的湿性抗感染敷贴的应用 |
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