CN113845669A - 一种双交联网络水凝胶及其可控制备方法 - Google Patents

一种双交联网络水凝胶及其可控制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双交联网络水凝胶及其可控制备方法。该方法包括：(1)利用POSS‑(NH3Cl)m‑Un和PEG‑SS‑COOH合成核壳结构的POSS‑Px‑Uy前驱体的步骤；(2)可控交联的步骤，包括：(21)将核壳结构的POSS‑Px‑Uy前驱体配制成前驱体溶液；(22)利用前驱体溶液进行交联，在交联过程中通过调节交联体系的pH控制化学交联的程度和通过调节交联体系的温度控制物理交联的程度，获得双交联网络水凝胶。利用该方法制得的凝胶材料具有良好的生物相容性和细胞黏附性并具有诱导间充质干细胞成骨向分化的作用，为其用于骨组织工程生物医用材料奠定了基础和提供了可能性。

Description

一种双交联网络水凝胶及其可控制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用水凝胶材料技术领域，尤其涉及一种双交联网络水凝胶及其可控制备方法。
背景技术
炎症、肿瘤、外伤等导致骨缺损是人类的常见病、多发病，严重影响患者的生理功能、身心健康及生活质量。目前，临床上修复骨缺损常用的方法包括异体骨、自体骨移植、骨骼延长术等，但往往因存在免疫排异、传染疾病、来源有限等问题而效果不佳。利用组织工程技术，将种子细胞与生物支架构建的骨组织工程材料用于骨缺损修复是一种有效的治疗手段。
基于支架材料、干细胞和生长因子三要素的组织工程技术在修复骨缺损方面的研究取得了巨大成就。组织工程的三个要素缺一不可，其中支架材料对成功的骨修复起着重要作用：首先，它们可以为干细胞提供生长平台并诱导适当的细胞分化；第二，这些支架的性能，如机械强度、降解速率等等，可以为骨修复过程提供结构稳定性。因此具有生物活性的支架是组织工程中组织最终形成的先决条件。
在多种支架材料中，水凝胶已经成为最突出最通用的材料之一。水凝胶可以支持细胞增殖、迁移和分化，允许氧气和营养物质的运输，提供模拟天然组织的高度水合的环境。此外，至关重要的是，水凝胶的性质由合成它的基础聚合物的化学性质决定，因此性质可控性强。然而，现阶段水凝胶支架依然存在诸多问题。传统水凝胶支架主要分为天然成分和聚合物基水凝胶。以天然成分为基础的水凝胶往往质地较软、机械性能较弱、天然水凝胶中生物活性成分容易在改良条件下失活、改良条件敏感。此外，天然成分往往还免疫原性、降解过快/过慢、体内稳定性差。聚合物基水凝胶机械性能相对较好，但往往降解性能差、细胞黏附性差、其水解产物/单体往往具有细胞毒性因此生物相容性差、另外聚合物的物理交联往往强度较弱，不够稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一种双交联网络水凝胶及其可控制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
双交联网络水凝胶的可控制备方法，包括：
(1)利用POSS-(NH3Cl)m-Un和PEG-SS-COOH合成核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体的步骤；所述前驱体中的P和U分别代表PEG单元和UPy单元，x和y分别代表POSS内核连接的壳层结构中PEG单元和UPy单元的摩尔比；
(2)可控交联的步骤，包括：
(21)将核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体配制成前驱体溶液；
(22)利用前驱体溶液进行交联，在交联过程中通过调节交联体系的pH控制化学交联的程度和通过调节交联体系的温度控制物理交联的程度，获得双交联网络水凝胶。
优选地，所述步骤(1)包括：
(11)将POSS-(NH3Cl)m-Un、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺溶于第一溶剂，获得混合溶液；
(12)PEG-SS-COOH溶液与三乙胺逐次滴加至混合溶液中，室温下反应；
(13)反应结束后进行冷冻干燥、透析、再次冷冻干燥，得到核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体。
优选地，所述POSS-(NH3Cl)m-Un、所述1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、所述N-羟基丁二酰亚胺、所述PEG-SS-COOH和所述三乙胺的摩尔比为0.2：(2.40-4.80)：(2.40-4.80)：(1.20-2.40)：(3.00-6.00)。
优选地，所述前驱体溶液按照如下方法配制而成：将核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体、半胱胺盐酸盐和水混合并超声，获得所述前驱体溶液。
优选地，所述前驱体溶液的浓度为10wt％。
优选地，所述交联为先物理交联再化学交联或先化学交联再物理交联。
优选地，当所述交联为先物理交联再化学交联时，所述步骤(22)包括：
将所述前驱体溶液置于0-30℃保温，保温结束后加入氢氧化钠溶液。
优选地，当所述交联为先化学交联再物理交联时，所述步骤(22)包括：
将氢氧化钠溶液加入所述前驱体溶液中，水浴加热，然后置于0-30℃保温。
优选地，x的取值范围为30-75％且x+y＝100％。
一种双交联网络水凝胶，采用本发明提供的任一项所述的制备方法制得。
有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的方法基于双交联策略协同结合能量耗散单元和可控化网络结构，通过pH刺激响应实现三维网络的原位可控交联。二硫键和UPy单元共同作为凝胶因子连接到POSS疏水内核上用以构建化学-物理交联点。二硫键构建的化学交联网络为水凝胶提供了高强度，其智能的“开/关”功能使凝胶具有可控特性。UPy分子之间强大的氢键形成物理交联，优化了网络结构。在外力的作用下，凝胶中的氢键能够实现动态地破坏-重建，以耗散能量并增强机械性能。两种动态键有机结合为凝胶提供了优化的交联网络结构和和强大的能量耗散机制，方法简单且具有普适性，对设计新型力学性能优异的定制化水凝胶具有重要的理论指导意义。该凝胶材料具有良好的生物相容性和细胞黏附性并具有诱导间充质干细胞成骨向分化的作用，为其用于骨组织工程生物医用材料奠定了基础和提供了可能性。
附图说明
图1是分子结构模式图；
图2是合成示意图及扫描电镜示意图；
图3是.茜素红染色结果表明POSS及POSS-P75-U25 12h组可促进间充质干细胞成骨向分化,而POSS-P75-U25 0.5h组抑制间充质干细胞成骨向分化。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
水凝胶作为一种新型高分子软材料，自从被制备以来在众多领域都得到广泛的关注和应用。然而，传统水凝胶通常结构可调性差，凝胶网络的交联密度由制备过程中加入的交联剂的量决定，而且交联过程具有不可控性，即交联反应开始进行之后就无法对其原位调控，所以水凝胶的可控制备仍是一个很大的挑战。
发明人通过在材料设计中引入易断裂重排的双硫键作为可控因子实现了凝胶的定制化制备。但发明人发现，因为缺少能量耗散单元，制备的水凝胶具有较差的力学性能，限制了材料进一步的实际应用。
本申请通过双交联策略可控制备了一种高强杂化水凝胶。在POSS疏水内核上通过化学键协同连接能够形成氢键非共价作用的UPy和具有pH响应性的二硫键单元作为壳层结构，以制备得到的核/壳分子作为前驱体通过调节溶液的pH激活或终止巯基二硫键交换反应实现化学交联网络的精确控制，实现水凝胶的可控制备。UPy分子间的氢键作为物理交联点能够使局部相互作用增强，优化网络，在受外力作用时，为凝胶提供能量耗散。二硫键交换反应用以形成原位可控化学交联网络，使凝胶具有优异的力学性质和可控特性。通过将氢键和二硫键基元有机结合，实现了高性能凝胶的可控制备。
多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一种结构明确的三维笼状纳米粒子，由八个有机臂和刚性无机二氧化硅核组成。这8个有机臂可以紧密的抓住水凝胶有机网络，同时高度均质分散，以多种机制增加稳定性。大量引入的无机核大大增强材料的机械性能。有机臂还可以接枝改性官能团，从而增加材料多功能性。POSS其生物相容性好、促进细胞粘附及其在动物体内成骨成血管的作用。因此，POSS用于制备具有增强性能和可控性质的杂化水凝胶十分适合。将其引入水凝胶可以显著提高水凝胶的多功能性、提高水凝胶机械性能，同时从多方面大大提高水凝胶的稳定性。这种无机-有机杂化结构，提供了将无机核大量引入聚合物基质的简便方法，从而合成多功能性杂化物。它们在有机水凝胶网络中起到无机交联剂的作用，从而将它们紧密锚定在网络中，增强机械性能的同时提高稳定性。与传统纳米粒子不同，POSS可以被认为是确定的分子，因此掺入POSS的水凝胶呈现出没有相界的均匀体系，当其暴露于外部应力时，可以提高结构稳定性。
四氢键脲基-嘧啶酮(UPy)是含有氢键的官能团，优势在于低温加工性能和可逆氢键。低温加工性允许生物活性成分在接近生理温度下接枝，大大增加了水凝胶生物活性改良空间。这种动态超分子水凝胶材料可以获得对细胞行为和活性的一定控制。UPy具有良好的降解、生物相容性、促进细胞粘附及增殖作用。
将Upy与POSS结合，即UPy功能化POSS材料突破了以往的水凝胶支架性能，目前尚无UPy功能化POSS聚合物在生物应用领域的研究及应用。
本发明在第一方面提供了一种双交联网络水凝胶的可控制备方法，该可控制备方法包括如下步骤：
(1)利用POSS-(NH3Cl)m-Un和PEG-SS-COOH合成核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体的步骤；所述前驱体中的P和U分别代表PEG单元和UPy单元，x和y分别代表POSS内核连接的壳层结构中PEG单元和UPy单元的摩尔比；
(2)可控交联的步骤，包括：
(21)将核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体配制成前驱体溶液；
(22)利用前驱体溶液进行交联，在交联过程中通过调节交联体系的pH控制化学交联的程度和通过调节交联体系的温度控制物理交联的程度，获得双交联网络水凝胶，参考图1。
在一些优选的实施方式中，所述步骤(1)包括：
(11)将POSS-(NH3Cl)m-Un、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺溶于第一溶剂，获得混合溶液；
(12)PEG-SS-COOH溶液与三乙胺逐次滴加至混合溶液中，室温下反应；
(13)反应结束后进行冷冻干燥、透析、再次冷冻干燥，得到核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体。
在一些优选的实施方式中，所述POSS-(NH3Cl)m-Un、所述1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、所述N-羟基丁二酰亚胺、所述PEG-SS-COOH和所述三乙胺的摩尔比为0.2：(2.40-4.80)：(2.40-4.80)：(1.20-2.40)：(3.00-6.00)。
在一些优选的实施方式中，所述前驱体溶液按照如下方法配制而成：将核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体、半胱胺盐酸盐和水混合并超声，获得所述前驱体溶液。
在一些优选的实施方式中，所述前驱体溶液的浓度为10wt％。
在一些优选的实施方式中，所述交联为先物理交联再化学交联或先化学交联再物理交联。
在一些优选的实施方式中，当所述交联为先物理交联再化学交联时，所述步骤(22)包括：
将所述前驱体溶液置于0-30℃保温，保温结束后加入氢氧化钠溶液。
在一些优选的实施方式中，当所述交联为先化学交联再物理交联时，所述步骤(22)包括：
将氢氧化钠溶液加入所述前驱体溶液中，水浴加热，然后置于0-30℃保温。
在一些优选的实施方式中，x的取值范围为30-75％且x+y＝100％。
总得来说，本发明提供的方法基于双交联策略协同结合能量耗散单元和可控化网络结构，通过pH刺激响应实现三维网络的原位可控交联。二硫键和UPy单元共同作为凝胶因子连接到POSS疏水内核上用以构建化学-物理交联点。二硫键构建的化学交联网络为水凝胶提供了高强度，其智能的“开/关”功能使凝胶具有可控特性。UPy分子之间强大的氢键形成物理交联，优化了网络结构。在外力的作用下，凝胶中的氢键能够实现动态地破坏-重建，以耗散能量并增强机械性能。两种动态键有机结合为凝胶提供了优化的交联网络结构和和强大的能量耗散机制，方法简单且具有普适性，对设计新型力学性能优异的定制化水凝胶具有重要的理论指导意义。该凝胶材料具有良好的生物相容性和细胞黏附性并具有诱导间充质干细胞成骨向分化的作用，为其用于骨组织工程生物医用材料奠定了基础和提供了可能性。
本发明在第二方面提供了一种双交联网络水凝胶，采用本发明在第一方面提供的制备方法制得。
以下是本发明列举的实施例。
POSS-Px-Uy的合成
POSS-(NH3Cl)m-Un和PEG-SS-COOH反应产物记为POSS-Px-Uy。合成的POSS-Px-Uy中的P和U分别代表PEG部分和UPy部分，x和y分别代表POSS内核连接的壳层结构中PEG和UPy的摩尔比。
其中的POSS-(NH3Cl)m-Un可以按照如下方法合成：
POSS-(NH3Cl)8的合成
将八乙烯基倍半硅氧烷(8.00mmol，5.06g，即POSS，生产厂家Hybrid Plastics)，半胱胺盐酸盐(76.80mmol，8.73g，生产厂家安耐吉化学)和2,2'-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(2.64mmol，0.68g，生产厂家百灵威)溶解在200mL四氢呋喃/甲醇(v/v＝3/1)混合溶剂中并加入到反应装置中，氮气保护，紫外光照3h进行反应。反应结束后过滤得到白色固体粗产物，粗产物用四氢呋喃/甲醇(v/v＝5/1)混合溶剂冲洗，35℃真空干燥得到白色固体(11.54g，产率94％)即为POSS-(NH3Cl)8。
UPy-NCO的合成
2-氨基-4羟基-6-甲基嘧啶(10.00mmol，1.25g，生产厂家TCI)和1,6-二异氰酰己烷(60.00mmol，9.64mL，生产厂家TCI)加入到反应装置中，通氮气保护，100℃反应24h。反应结束后在正己烷中沉淀出去未反应的1,6-二异氰酰己烷，35℃真空干燥得到白色固体(2.76g，产率94％)即为UPy-NCO。
POSS-(NH3Cl)m-Un的合成
利用POSS-(NH3Cl)8和UPy-NCO合成的反应产物记为POSS-(NH3Cl)m-Un，POSS-(NH3Cl)m-Un中的U代表UPy-NCO分子，m和n分别代表POSS内核连接的壳层结构中-NH3Cl和UPy-NCO的摩尔比。当摩尔比以百分数计时，m+n＝100。在本发明提供的方法中，在取值上，m＝x，n＝y。
以合成POSS-(NH3Cl)40-U60为例，其合成步骤包括:
将POSS-(NH3Cl)8(0.60mmol，0.93g)，UPy-NCO(2.88mmol，0.84g)和三乙胺(2.88mmol，0.40mL，生产厂家安耐吉化学)溶解于70mL超干溶剂二甲基亚砜(生产厂家百灵威)并加入到反应装置中，通氮气保护，60℃反应6h。用二氯甲烷沉淀3次，35℃真空干燥箱干燥得到白色固体(1.42g，产率为85％)即为POSS-(NH3Cl)40-U60。
POSS-(NH3Cl)75-U25，POSS-(NH3Cl)62-U38，POSS-(NH3Cl)50-U50，POSS-(NH3Cl)44-U56，POSS-(NH3Cl)37-U63合成步骤与POSS-(NH3Cl)40-U60相似，只是分别改变UPy-NCO的投料为(1.20mmol，0.35g)，(1.80mmol，0.53g)，(2.40mmol，0.70g)，(2.70mmol，0.79g)和(3.00mmol，0.88g)和三乙胺的投料为(1.20mmol，0.17mL)，(1.80mmol，0.25mL)，(2.40mmol，0.33mL)，(2.70mmol，0.38mL)，(3.00mmol，0.42mL)。
PEG-SS-COOH的合成
将3,3'-二硫代二丙酸(30.00mmol，6.31g，生产厂家TCI)溶解在120mL超干四氢呋喃中并转移到反应装置中。将二环己基二亚胺(17.50mmol，3.61g，生产厂家安耐吉化学)，4-二甲氨基吡啶(1.00mmol，0.12g，生产厂家百灵威)和聚乙二醇(5.00mmol，3.75g，Mn＝750gmol-1，生产厂家安耐吉化学)分别溶解于10mL超干四氢呋喃逐次滴加到3,3'-二硫代二丙酸(生产厂家TCI)的四氢呋喃溶液中，室温搅拌24h。过滤，旋蒸。粗产物用400mL二氯甲烷溶解得到浑浊液，过滤除去絮状物，保留澄清溶液。然后用含有10mL 37％盐酸水溶液的200mL饱和氯化钠萃取3次，保留有机相。旋蒸浓缩，在无水乙醚/正己烷(v/v＝1/1)中沉淀。沉淀物溶解在水中，用无水乙醚萃取3次，保留水相。然后用二氯甲烷萃取水相，保留有机相，减压蒸馏除去有机溶剂得到淡黄色油状产物，30℃真空干燥(4.56g，产率为98％)即为PEG-SS-COOH。
以POSS-P40-U60为例，其合成步骤包括:
将POSS-(NH3Cl)40-U60(0.20mmol，0.55g)，1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(2.56mmol，0.49g，生产厂家安耐吉化学)和N-羟基丁二酰亚胺(2.56mmol，0.29g，生产厂家安耐吉化学)溶于20mL超干二甲基亚砜(生产厂家百灵威)。PEG-SS-COOH(1.28mmol，1.19g)溶解于5mL二甲基亚砜(生产厂家百灵威)中与三乙胺(3.20mmol，0.45mL，生产厂家安耐吉化学)逐次滴加至混合溶液，室温搅拌3d。通过冷冻干燥除去反应液中的二甲基亚砜，用50mL水溶解，透析袋(MWCO3500)透析3天，冷冻干燥得到淡黄色固体(1.02，产率92％)。
POSS-P75-U25，POSS-P62-U38，POSS-P50-U50，POSS-P44-U56，POSS-P37-U63合成步骤与POSS-P40-U60相似，不同之处在于：分别选用POSS-(NH3Cl)75-U25，POSS-(NH3Cl)62-U38，POSS-(NH3Cl)50-U50，POSS-(NH3Cl)44-U56，POSS-(NH3Cl)37-U63作为制备原料以及分别改变PEG-SS-COOH的投料为(2.40mmol，2.23g)，(2.00mmol，1.86g)，(1.60mmol，1.49g)，(1.40mmol，1.30g)和(1.20mmol，1.11g)；1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐投料为(4.80mmol，0.92g)，(4.00mmol，0.77g)，(3.20mmol，0.61g)，(2.80mmol，0.54g)，(2.40mmol，0.46g)；N-羟基丁二酰亚胺投料为(4.80mmol，0.55g)，(4.00mmol，0.46g)，(3.20mmol，0.37g)，(2.80mmol，0.32g)，(2.40mmol，0.28g)；三乙胺的投料为(6.00mmol，0.83mL)，(5.00mmol，0.69mL)，(4.00mmol，0.56mL)，(3.50mmol，0.49mL)，(3.00mmol，0.42mL)。
双交联网络水凝胶的可控制备
50mg POSS-P40-U60溶解在445μL水中，加入5mg半胱胺盐酸盐，超声溶解，然后加入5μL 5M的氢氧化钠水溶液，超声，静置1min，透明溶液变为白色的浑浊液然后形成松散水凝胶。时间增加，交联程度增加，凝胶收缩成紧实水凝胶。在交联过程中，若加入盐酸水溶液调节pH至中性，巯基-二硫键交换反应被终止，凝胶不再发生收缩。若再次加入氢氧化钠水溶液，巯基-二硫键交换反应重新被激活，凝胶进一步发生皱缩。化学-物理双交联水凝胶:10wt％的POSS-P40-U60溶液加入氢氧化钠后放置于60℃水浴锅中加速巯基-二硫键交换反应的进行，同时破坏和抑制氢键的形成，一定时间后，4℃放置24h促进氢键形成。物理-化学双交联网络水凝胶:配置10wt％的POSS-P40-U60溶液，首先放置于4℃24h促进氢键的形成，溶液粘度增加，然后加入氢氧化钠激活二硫键化学交联。
以使用POSS-P75-U25制备水凝胶为例：
50mg POSS-P75-U25溶解在445μL水中，加入5mg半胱胺盐酸盐，超声溶解，然后加入5μL 5M的氢氧化钠水溶液，超声，静置1min，透明溶液变为白色的浑浊液然后形成松散水凝胶。图2显示了静置(碱化过程)不同时间的结果图和所获得的水凝胶的扫描电镜图。图3显示了茜素红染色结果，可以看出POSS及POSS-P75-U25 12h组(所形成的水凝胶记为POSS-4UPy)可促进间充质干细胞成骨向分化,而POSS-P75-U25 0.5h组((所形成的水凝胶记为POSS-2UPy)抑制间充质干细胞成骨向分化。从图2和3中可以看出，在控制交联的过程中，碱化时间影响形成的水凝胶的结构以及性能。因此，在控制交联的过程中，使用氢氧化钠进行碱化时，碱化时间不低于12h。也就是说：当所述交联为先物理交联再化学交联时，将前驱体溶液置于0-30℃保温，保温结束后加入氢氧化钠溶液混合均匀后放置时间不低于12h。当所述交联为先化学交联再物理交联时，将氢氧化钠溶液加入所述前驱体溶液中，水浴加热，时间不低于12h，然后置于0-30℃保温。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.双交联网络水凝胶的可控制备方法，其特征在于，包括：
(1)利用POSS-(NH3Cl)m-Un和PEG-SS-COOH合成核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体的步骤；所述前驱体中的P和U分别代表PEG单元和UPy单元，x和y分别代表POSS内核连接的壳层结构中PEG单元和UPy单元的摩尔比；
(2)可控交联的步骤，包括：
(21)将核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体配制成前驱体溶液；
(22)利用前驱体溶液进行交联，在交联过程中通过调节交联体系的pH控制化学交联的程度和通过调节交联体系的温度控制物理交联的程度，获得双交联网络水凝胶。
2.根据权利要求1所述的可控制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
(11)将POSS-(NH3Cl)m-Un、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺溶于第一溶剂，获得混合溶液；
(12)PEG-SS-COOH溶液与三乙胺逐次滴加至混合溶液中，室温下反应；
(13)反应结束后进行冷冻干燥、透析、再次冷冻干燥，得到核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体。
3.根据权利要求2所述的可控制备方法，其特征在于，
所述POSS-(NH3Cl)m-Un、所述1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、所述N-羟基丁二酰亚胺、所述PEG-SS-COOH和所述三乙胺的摩尔比为0.2：(2.40-4.80)：(2.40-4.80)：(1.20-2.40)：(3.00-6.00)。
4.根据权利要求1所述的可控制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液按照如下方法配制而成：将核壳结构的POSS-Px-Uy前驱体、半胱胺盐酸盐和水混合并超声，获得所述前驱体溶液。
5.根据权利要求4所述的可控制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液的浓度为10wt％。
6.根据权利要求1所述的可控制备方法，其特征在于，所述交联为先物理交联再化学交联或先化学交联再物理交联。
7.根据权利要求6所述的可控制备方法，其特征在于，当所述交联为先物理交联再化学交联时，所述步骤(22)包括：
将所述前驱体溶液置于0-30℃保温，保温结束后加入氢氧化钠溶液。
8.根据权利要求6所述的可控制备方法，其特征在于，当所述交联为先化学交联再物理交联时，所述步骤(22)包括：
将氢氧化钠溶液加入所述前驱体溶液中，水浴加热，然后置于0-30℃保温。
9.根据权利要求1所述的可控制备方法，其特征在于，x的取值范围为30-75％且x+y＝100％。
10.一种双交联网络水凝胶，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
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