CN114762736A - 一种离子液体改性壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种离子液体改性壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用，所述水凝胶由离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物与醛基修饰的多糖类物质通过动态共价键和非共价键交联而成。本申请通过离子液体改性的壳聚糖与醛基化修饰的多糖类物质进行反应，形成基于非共价作用，富含氢键、动态共价键、静电作用的可注射性水凝胶材料。应用于伤口敷料，无需负载其他药物，具有抗菌、生物相容性、促进伤口愈合等优点，可注射能满足不同形状伤口的使用，具有制备简单、含水量高，无毒纯天然，来源广泛等优点。进一步为3D打印领域材料的实现提供了基础。
Description
技术领域
本申请涉及一种离子液体改性壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用，属于材料制备技术领域。
背景技术
壳聚糖，又名聚β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，是通过甲壳素部分或全部脱乙酰化获得的唯一可生物降解的阳离子聚合物，主要来源于甲壳类如虾，螃蟹的壳，真菌，昆虫的细胞膜和高等植物的细胞壁中，具有优异的成膜、抗菌及生物相容性。壳聚糖已经在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。但是由于其分子内和分子间强烈的氢键作用，使其不能在水溶液中溶解，且良性溶剂有限，利用率低。为了提高生物质制品的性能，需要对壳聚糖进行官能化修饰，够实能够在水溶液中溶解，从而提高利用率。
离子液体(ILs)通常被定义为由阴离子和阳离子组成，熔点在100℃左右或以下的新型有机化合物。离子液体中不含中性分子，完全是由阴离子和阳离子组成。由于离子液体中阴离子和阳离子可以随机组合，导致离子液体的数量可能超过上万亿种。常见的离子液体阳离子主要包括：咪唑类阳离子、季磷盐类阳离子、吡啶类阳离子和季铵类阳离子等四大类；相比阳离子，阴离子种类比较多，常见的包括：AlCl4 -离子，卤素阴离子，含氟、硫、磷等多种阴离子，如BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -等。离子液体因为独特的分子构型，拥有了许多常规液体无法比拟的优点：(1)高的化学稳定性和热稳定性，绝大多数离子液体在较宽的温度范围内都是液态，不会与水和空气发生反应，并且在较高的温度下都不发生分解；(2)蒸气压接近于零，几乎不挥发，容易储存及循环使用；(3)不易燃，由于液体本质上是盐，具有良好的阻燃性；(4)离子电导率高，能够实现高的分解电压(3～5V)；(5)热容量比较大等。由于这些优异的性能，使离子液体已经被广泛应用于包括催化、萃取、有机合成与转化、高分子化学、生物医学等领域。离子液体具有很好的可调节性和可设计性，因为由阴阳离子构成，通过改变阴离子或者阳离子的结构，可以合成和设计出不同性质不同用途的离子液体。
皮肤是人体最大的器官，具有调节人体体温，控制人体水分的吸收与蒸发，感知外界刺激，抵御细菌和病毒入侵的功能。作为人体与外界环境接触的第一道屏障，容易受到烧伤、烫伤、破损等伤害，并且极易受到外界环境细菌感染导致不易愈合，很难恢复到原来的状态，严重影响皮肤原有的功能。目前，针对皮肤受损常用医用敷料进行保护治疗，能够起到保护创面，美观外表，防止体液流失和防止细菌入侵机体的作用。但是传统的伤口敷料大多为片状材料，需要依靠外界条件进行固定，治疗结束需要移除，极易破坏新生肉芽组织造成二次伤害，而且创面形状与辅料难以吻合，抗菌性能也大都通过加载药物或者生长因子等实现。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种离子液体改性壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用，针对目前医用敷料制备复杂，功能化复杂的缺点，通过将离子液体改性的壳聚糖与醛基化的天然多糖材料进行混合，氨基与醛基发生席夫碱反应形成动态亚胺键，形成一种具有良好的生物相容性、抗菌性、止血促进伤口愈合的可注射水凝胶。
所述离子液体改性壳聚糖水凝胶由离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物与醛基修饰的多糖类物质通过动态共价键和非共价键交联而成。
可选地，壳聚糖的分子量在1-70万之间，脱乙酰度为65-100％之间；
壳聚糖的衍生物包括羧甲基化壳聚糖、羟乙基壳聚糖中的至少一种；
所述离子液体单体选自咪唑类溴酸盐中的至少一种。
具体地，壳聚糖可以选用壳聚糖(脱乙酰度95％)、壳聚糖(脱乙酰度75％)、低粘度壳聚糖(<200kPa·s)、高粘度壳聚糖(>400kPa·s)中的至少一种。
可选地，咪唑类离子液体单体选自1-羧乙基-3-甲基咪唑硝酸盐，1-羧乙基-3-甲基咪唑溴盐，1-羧乙基-3-甲基咪唑氯盐，1-羧甲基-3-甲基咪唑硝酸盐，1-羧甲基-3-基咪唑溴盐，1-羧甲基-3-基咪唑氯盐，1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐，1-乙烯基-3-丁酸咪唑氢溴酸盐，1-乙烯基-3-己酸咪唑氢溴酸盐中的至少一种。
可选地，离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物的制备方法为：
将壳聚糖或壳聚糖衍生物在水中分散均匀，然后按照壳聚糖或壳聚糖衍生物与离子液体单体的质量比1:0.5～3，加入离子液体单体，混合反应，得到离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物。
可选地，反应的条件为：
反应温度为60～80℃，反应时间为12～24小时。
所述离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物的制备方法还包括：对所述改性壳聚糖进行透析处理，除去未反应单体。
对于透析处理时间本申请没有特别限定，本领域技术人员可根据反应产物中单体去除的需求，进行选择。具体地，本申请中透析处理时间为4～5天。
所述方法还包括：对透析处理后的改性壳聚糖进行干燥处理，去除其中水分，得到固体产物。
对于干燥处理的具体操作方式本申请没有特别限定，本领域可根据干燥要求选取干燥设备和干燥参数。具体地，本申请采用冷冻干燥，干燥温度为-40℃～-10℃，干燥时间为24～48小时。
本申请通过引入离子液体对壳聚糖进行改性，得到了水溶性优异，生物相容性良好，具有抗菌性能的壳聚糖衍生材料，改性工艺简单，原料便宜易得。
本申请中醛基修饰的多糖类物质的制备方法包括：
将天然多糖以一定比例在去离子水中溶解，加入相应比例的高碘酸钠水溶液，避光反应一定时间后加入乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3～5天除去杂质，冷冻干燥得到醛基修饰的天然多糖。
可选地，多糖类物质选自除壳聚糖及其衍生物外的天然多糖；
优选地，天然多糖选自葡聚糖、透明质酸、木葡聚糖、海藻酸钠中的至少一种。
可选地，离子液体改性壳聚糖水凝胶具有可注射性。
根据本申请的又一个方面，提供了上述离子液体改性壳聚糖水凝胶的制备方法，所述方法至少包括：
将含有离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物、醛基修饰的多糖类物质的混合物反应，得到所述离子液体改性壳聚糖水凝胶。
可选地，所述方法包括：
1)将离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物、醛基修饰的多糖类物质分别溶于水中，得到反应液A和反应液B；
2)将所述反应液A和反应液B混合，反应，得到所述水凝胶。
可选地，步骤1)中，所述反应液A中，离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物的质量浓度为1％～3％；
所述反应液B中醛基修饰的多糖类物质的质量浓度为0.5％～4％。
可选地，步骤2)中，所述反应液A和反应液B的质量比为1:0.5～3。
可选地，所述方法还包括：对所述混合物进行灭菌处理。
可选地，所述方法包括：
1)将离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物、醛基修饰的多糖类物质分别溶于水中，得到反应液A和反应液B；
2)将所述反应液A和反应液B混合，反应，得到所述水凝胶。
可选地，所述方法还包括灭菌处理；
对所述反应液A和反应液B分别进行灭菌处理后，混合、反应；或
将所述反应液A和反应液B混合、反应后，进行灭菌处理。
可选地，灭菌方法选自紫外照射、高压蒸汽灭菌中的任意一种。
具体地，本申请实施例中，高压蒸汽灭菌温度为121℃；紫外照射灭菌具体为：将待灭菌物质在在生物安全柜的紫外灯下照射2h。
本申请中，“可注射性”，是指此凝胶完全基于非共价作用形成，在受到外界剪切力作用的时候网络结构被破坏，因此能够很容易的被挤出注射，然后当外界剪切力撤去后，网络结构又得以恢复，凝胶形状又得以维持，因此凝胶具有很好的可注射行。可以将水凝胶采用注射的方式给药到伤口创面，能够满足各种不同形状的伤口需要。
针对目前壳聚糖在水中溶解性差，改性复杂的缺点，本申请提供了一种简单的离子液体改性壳聚糖材料通过在壳聚糖上接枝上离子液体，增加其在水中的溶解性，扩大其应用范围，并且带有正负电荷的离子液体的引入赋予了材料很好的抗菌性能。并且针对目前医用敷料制备复杂，功能化复杂的缺点，通过将离子液体改性的壳聚糖与醛基化的天然多糖材料进行混合，氨基与醛基发生席夫碱反应形成动态亚胺键，形成一种具有良好的生物相容性、抗菌性、止血促进伤口愈合的可注射水凝胶，扩大了壳聚糖的应用范围，所用材料纯天然、所得水凝胶生物相容性好、制备过程简单、可注射性可满足不同创面的使用，并且为3D打印支架领域的应用提供了一种材料。
根据本申请的又一个方面，提供了上述任一离子液体改性壳聚糖水凝胶、任一方法制备得到的离子液体改性壳聚糖水凝胶在治疗疾病的药物中的应用，所述疾病包括皮肤组织损伤。
可选地，所述损伤包括烧伤、烫伤、破损等伤害。
根据本申请的又一个方面，提供了上述任一离子液体改性壳聚糖水凝胶、任一方法制备得到的离子液体改性壳聚糖水凝胶在组织工程中应用。
可选地，将所述离子液体改性壳聚糖水凝胶作为3D打印材料应用于组织工程。
本申请能产生的有益效果包括：
本申请通过离子液体改性的壳聚糖与醛基化修饰的天然多糖进行反应，形成基于非共价作用，富含氢键、动态共价键、静电作用的可注射性水凝胶材料。应用于伤口敷料，无需负载其他药物，具有抗菌、生物相容性、促进伤口愈合等优点，可注射能满足不同形状伤口的使用，具有制备简单、含水量高，无毒纯天然，来源广泛等优点。进一步为3D打印领域材料的实现提供了基础。
附图说明
图1是实施例1得到的水凝胶的流变时间扫描图；
图2是实施例1得到的水凝胶的流变频率扫描图；
图3是实施例1得到的水凝胶的流变应变图；
图4是实施例1得到的水凝胶的流变交替应变扫描图；
图5是实施例1得到的水凝胶的抑菌圈法测试抗菌性能图片(抑菌对象为革兰氏阴性菌，大肠杆菌)；
图6是实施例1得到的水凝胶的抑菌圈法测试抗菌性能图片(抑菌对象为革兰氏阳性菌，金黄色葡萄球菌)；
图7是实施例1-5得到的水凝胶的抑菌圈法测试抗菌性能数据图(抑菌对象为革兰氏阳性菌，金黄色葡萄球菌)；
图8是实施例1-5得到的水凝胶的抑菌圈法测试抗菌性能数据图(抑菌对象为革兰氏阴性菌，大肠杆菌)证明材料具有良好的抗菌性能。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买，其中CCK-8试剂盒购自Biosharp，型号BS350B。
如无特别说明，测试方法均采用常规方法，仪器设置均采用均厂家推荐的设置。本申请的实施例中分析方法如下：
利用TA流变仪进行材料流变性能的分析，分析条件为：在37℃下，选用60mm平板进行测试，时间扫描的条件为应变1％，频率10rad/s，时间为180s；频率扫描的条件为应变由1％，频率由0.1～100rad/s；振幅扫描的条件为频率10rad/s，应变1～1000％，交替应变扫描条件为，频率10rad/s，应变1％～500％交替四个循环，每个循环120s。
实施例1
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析4天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
如无特别说明，实施例中上述物质加量中wt％均表示该物质在壳聚糖或壳聚糖衍生物、离子液体单体和水组成的混合物中的质量百分数。
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对所得可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现，可注射性水凝胶的储能模量为0.5kPa，损耗模量为0.005kPa(如图1所示)；通过频率扫描可以看出，可注射性水凝胶具有管尺度的线性粘弹区(如图2所示)；通过应变扫描可以看出，可注射性水凝胶在300％应变下发生凝胶-溶胶转变，凝胶网络结构发生破坏(如图3所示)；但是通过五次1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力(如图4所示)，是一种优秀的3D打印材料。
CCK-8细胞毒性增殖实验：将3T3细胞在可注射性水凝胶中进行24h和48h培养，然后通过CCK-8试剂盒进行染色，利用酶标仪进行标定，48h后细胞增殖率为221％，具有良好的活性，说明可注射性水凝胶具有优异的生物相容性。
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，结果如图5-8所示，可注射性水凝胶对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为15.8mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为16.5mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例2
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀，加入1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析4天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到0.75wt％的反应液B，并对两种反应液高压灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现材料的储能模量为0.05KPa，损耗模量为0.0001KPa，材料的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在500％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～800％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为245％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，结果如图7、8所示，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为13.6mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为13.5mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例3
步骤1：壳聚糖的修饰
将一定比例的壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。后将反应产物透析4天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3～5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.1KPa，损耗模量为0.0008KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在450％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
步骤6：通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为218％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，结果如图7、8所示，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.2mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为14.8mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例4
步骤1：壳聚糖修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将氧醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到3wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.55KPa，损耗模量为0.01KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在300％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％—500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为196％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，结果如图7、8所示，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.6mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.1mm可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例5
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下以80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3天除去杂质，冷冻干燥得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水得到4.5wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.78KPa，损耗模量为0.04KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在300％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为188％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，结果如图7、8所示，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为16.2mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为16.8mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例6
步骤1：壳聚糖修饰
将壳聚糖(脱乙酰度75％)在水中分散均匀。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下以80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析4天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度75％) 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.32KPa，损耗模量为0.003KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在400％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为194％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.8mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为13.7mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例7
步骤1：壳聚糖衍生物的修饰
将羧甲基化壳聚糖在水中溶解。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖衍生物。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
羧甲基化壳聚糖 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.45KPa，损耗模量为0.008KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在420％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为187％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为16.3mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.2mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例8
步骤1：壳聚糖衍生物的修饰
将羟乙基化壳聚糖在水中溶解。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖衍生物。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
羟乙基化壳聚糖 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.52KPa，损耗模量为0.007KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在465％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为171％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.8mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为16.2mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例9
步骤1：壳聚糖的修饰
将低粘度壳聚糖(<200kPa.s)在水中分散均匀。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下以80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析4天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
低粘度壳聚糖(<200kPa.s) 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3～5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.25KPa，损耗模量为0.001KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在690％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～800％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为177％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.5mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.3mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例10
步骤1：壳聚糖修饰
将高粘度壳聚糖(<400kPa.s)在水中分散均匀。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下以80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
低粘度壳聚糖(<400kPa.s) 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3～5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.65KPa，损耗模量为0.02KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在380％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为177％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为15.3mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为16.4mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例11
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-乙烯基-3-丁酸咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-乙烯基-3-丁酸咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.32KPa，损耗模量为0.004KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在480％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～500％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为221％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为15.7mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为18.2mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例12
步骤1：壳聚糖的修饰
将的壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-乙烯基-3-己酸咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-乙烯基-3-己酸咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.28KPa，损耗模量为0.003KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在560％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～800％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为221％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.5mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.2mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例13
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-羧乙基-3-甲基咪唑硝酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-羧乙基-3-甲基咪唑硝酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.32KPa，损耗模量为0.004KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在500％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为261％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为15.6mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.7mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例14
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-羧乙基-3-甲基咪唑溴盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-羧乙基-3-甲基咪唑溴盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.44KPa，损耗模量为0.003KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在520％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为181％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.6mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.3mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例15
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-羧乙基-3-甲基咪唑氯盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-羧乙基-3-甲基咪唑氯盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.49KPa，损耗模量为0.003KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在530％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为201％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为15.4mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为16.3mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例16
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-羧甲基-3-甲基咪唑硝酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-羧甲基-3-甲基咪唑硝酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.51KPa，损耗模量为0.006KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在480％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为221％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.4mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为14.3mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例17
步骤1：壳聚糖的修饰
将的壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-羧甲基-3-基咪唑溴盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-羧甲基-3-基咪唑溴盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.54KPa，损耗模量为0.007KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在500％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为240％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为13.4mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为14.2mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例18
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-羧甲基-3-基咪唑氯盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-羧甲基-3-基咪唑氯盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10木葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A，将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.56KPa，损耗模量为0.007KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在520％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为231％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.6mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.3mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例19
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g葡聚糖在500ml去离子水中溶解，加入3g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.54KPa，损耗模量为0.03KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示可注射性水凝胶在540％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～800％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为205％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为13.5mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为14.2mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例20
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖衍生物。后将反应产物透析5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g透明质酸在500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入4ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析5天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的透明质酸。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的透明质酸溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.64KPa，损耗模量为0.05KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在480％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％—600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为275％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.4mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为16.8mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例21
步骤1：壳聚糖的修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析4天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g海藻酸钠在500ml去离子水中溶解，加入3g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入6ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的海藻酸钠。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的海藻酸钠溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液高压蒸汽灭菌处理30min。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析，通过时间扫描发现可注射性水凝胶的储能模量为0.42KPa，损耗模量为0.007KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在520％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～700％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为185％，说明可注射性水凝胶具有良好的生物相容性；
通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为14.2mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为15.8mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
实施例22
步骤1：壳聚糖修饰
将壳聚糖(脱乙酰度95％)在水中分散均匀。加入1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐单体，混合均匀，在磁力搅拌条件下80℃反应24h，得到离子液体修饰的壳聚糖。将反应产物透析4～5天，除去未反应的单体。-40℃冷冻干燥24h，得到固体产物。
反应中各物质的加入量如下：
壳聚糖(脱乙酰度95％) 5.0wt％
1-2烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐 5.1wt％
去离子水 500ml
步骤2：天然多糖的氧化
将10g木葡聚糖500ml去离子水中溶解，加入2g高碘酸钠水溶液(浓度为10wt％)，避光反应4h后加入4ml乙二醇终止反应。将反应液装入透析袋中透析3天除去杂质，-40℃冷冻干燥24h，得到醛基修饰的木葡聚糖。
步骤3：将离子液体修饰的壳聚糖溶于水，得到1.5wt％的反应液A；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水，得到2wt％的反应液B，并对两种反应液进行紫外照射2h灭菌处理。
步骤4：将灭菌后的反应液A置于涡旋振荡器上，将反应液B按质量比1:1的比例滴加进入反应液A，常温下1min内得到均匀的基于动态共价键和非共价作用的可注射性水凝胶。
通过TA流变仪对可注射性水凝胶的流变学性能进行了分析：通过时间扫描发现材料的储能模量为0.52KPa，损耗模量为0.005KPa，可注射性水凝胶的线性粘弹区较宽；应变扫描的结果显示，可注射性水凝胶在480％应变下发生凝胶网络结构破坏，但是通过1％～600％交替应变循环扫描发现，可注射性水凝胶具有优良的自修复能力，是一种优秀的3D打印材料。
通过CCK-8细胞毒性增殖实验发现，48h后细胞增殖率为185％；通过抑菌圈法对可注射性水凝胶的抗菌性能进行了测试，对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌圈尺寸为16.5mm，对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抑菌圈尺寸为17.3mm，说明可注射性水凝胶展现出了优异的抗菌性能。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种离子液体改性壳聚糖水凝胶，其特征在于，所述水凝胶由离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物与醛基修饰的多糖类物质通过动态共价键和非共价键交联而成。
2.根据权利要求1所述的离子液体改性壳聚糖水凝胶，其特征在于，所述壳聚糖的分子量在1-70万之间，脱乙酰度为65-100％之间；
所述壳聚糖的衍生物包括羧甲基化壳聚糖、羟乙基壳聚糖中的至少一种；
所述离子液体单体选自咪唑类离子液体单体中的至少一种；
优选地，所述咪唑类离子液体单体选自1-羧乙基-3-甲基咪唑硝酸盐，1-羧乙基-3-甲基咪唑溴盐，1-羧乙基-3-甲基咪唑氯盐，1-羧甲基-3-甲基咪唑硝酸盐，1-羧甲基-3-基咪唑溴盐，1-羧甲基-3-基咪唑氯盐，1-乙烯基-3-羧基咪唑氢溴酸盐，1-乙烯基-3-丁酸咪唑氢溴酸盐，1-乙烯基-3-己酸咪唑氢溴酸盐中的至少一种；
优选地，所述多糖类物质选自除壳聚糖及其衍生物外的天然多糖；
进一步优选地，所述天然多糖选自葡聚糖、透明质酸、木葡聚糖、海藻酸钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的离子液体改性壳聚糖水凝胶，其特征在于，所述水凝胶具有可注射性。
4.权利要求1-3任一项所述的离子液体改性壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法至少包括：
将含有离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物、醛基修饰的多糖类物质的混合物反应，得到所述离子液体改性壳聚糖水凝胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
1)将离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物、醛基修饰的多糖类物质分别溶于水中，得到反应液A和反应液B；
2)将所述反应液A和反应液B混合，反应，得到所述离子液体改性壳聚糖水凝胶。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述反应液A中，离子液体修饰的壳聚糖及其衍生物的质量浓度为1％～3％；
所述反应液B中醛基修饰的多糖类物质的质量浓度为0.5％～4％；
优选地，步骤2)中，所述反应液A和反应液B的质量比为1:0.5～3。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括灭菌处理；
对所述反应液A和反应液B分别进行灭菌处理后，混合、反应；或
将所述反应液A和反应液B混合、反应后，进行灭菌处理。
8.权利要求1-3任一项所述的离子液体改性壳聚糖水凝胶、权利要求4-7任一项所述方法制备得到的离子液体改性壳聚糖水凝胶在治疗疾病的药物中的应用，其特征在于，所述疾病包括皮肤组织损伤。
9.权利要求1-3任一项所述的离子液体改性壳聚糖水凝胶、权利要求4-7任一项所述方法制备得到的离子液体改性壳聚糖水凝胶在组织工程中应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述离子液体改性壳聚糖水凝胶作为3D打印材料应用于组织工程。
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| CN116407501A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-07-11 | 济南广盛源生物科技有限公司 | 一种莫昔克丁吡虫啉滴剂及其制备方法和应用 |
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| CN116407501B (zh) * | 2023-06-12 | 2023-08-11 | 济南广盛源生物科技有限公司 | 一种莫昔克丁吡虫啉滴剂及其制备方法和应用 |
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