CN115078292A - 一种水性超分子粘附材料及其制备方法 - Google Patents
一种水性超分子粘附材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115078292A CN115078292A CN202110260837.XA CN202110260837A CN115078292A CN 115078292 A CN115078292 A CN 115078292A CN 202110260837 A CN202110260837 A CN 202110260837A CN 115078292 A CN115078292 A CN 115078292A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- adhesive material
- water
- electron
- cationic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 48
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 39
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims abstract description 34
- -1 biological tissues Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 74
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 72
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 52
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 claims description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 10
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000004181 carboxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 4
- RWZYAGGXGHYGMB-UHFFFAOYSA-N anthranilic acid Chemical group NC1=CC=CC=C1C(O)=O RWZYAGGXGHYGMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 4
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 4
- CXOWHCCVISNMIX-UHFFFAOYSA-N 2-aminonaphthalene-1-carboxylic acid Chemical group C1=CC=CC2=C(C(O)=O)C(N)=CC=C21 CXOWHCCVISNMIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 claims description 3
- 125000003884 phenylalkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 claims 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N folic acid Chemical compound C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 63
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 48
- OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N N-Pteroyl-L-glutaminsaeure Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 description 32
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 32
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 description 32
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 31
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 19
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 229920002518 Polyallylamine hydrochloride Polymers 0.000 description 12
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 11
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 11
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 7
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000237536 Mytilus edulis Species 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 210000001557 animal structure Anatomy 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 235000020638 mussel Nutrition 0.000 description 2
- 108010004563 mussel adhesive protein Proteins 0.000 description 2
- 239000003988 mussel adhesive protein Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- CPNGPNLZQNNVQM-UHFFFAOYSA-N pteridine Chemical group N1=CN=CC2=NC=CN=C21 CPNGPNLZQNNVQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 2
- RQMWVVBHJMUJNZ-UHFFFAOYSA-N 4-chloropyridin-2-amine Chemical group NC1=CC(Cl)=CC=N1 RQMWVVBHJMUJNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 208000002847 Surgical Wound Diseases 0.000 description 1
- 206010043275 Teratogenicity Diseases 0.000 description 1
- KSRGADMGIRTXAF-UHFFFAOYSA-N a-Methyldopamine Chemical compound CC(N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 KSRGADMGIRTXAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 1
- 229940111121 antirheumatic drug quinolines Drugs 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 229940120638 avastin Drugs 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical group 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 150000002475 indoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003195 pteridines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003212 purines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003230 pyrimidines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 231100000211 teratogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000003106 tissue adhesive Substances 0.000 description 1
- 229940075469 tissue adhesives Drugs 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J187/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds, obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明提供了一种新型水性超分子粘附材料，其由包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质的原料制得，能够应用于各种材料的粘结，包括粘结生物组织、金属材料、无机材料和塑料等，尤其在医用外科领域中，能够用于粘结生物组织，具有良好的生物相容性，能够满足生物医学领域的要求，具有广泛的应用前景。本发明的水性超分子粘附材料通过简单溶解混合即可制备得到，避免使用有毒有害试剂，制备方法简单、绿色环保，使用便捷，操作简单，有利于规模化生产及推广应用。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种新型凝聚物类粘附材料及其制备方法，尤其是一种基于杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质构筑的粘附材料及其制备方法。
背景技术
目前，胶粘剂在工业、医学(伤口敷料)和日常生活等许多领域中扮演着很重要的角色。胶粘剂大致可分为胶粘型和胶带型两大类，前者是液体溶液(凝聚物、聚合物溶液等)，需要固化过程才能实现界面结合；后者是固体材料(聚合物薄膜、水凝胶等)，可以直接粘附在基底上。
其中，医用胶粘剂是一种用于伤口止血、愈合、防止流体渗漏的医用材料，相比于传统的手术缝合方法相比，具有操作简单、缩短手术时间、有利于快速恢复组织，因而具有广阔的应用前景。由于医用胶粘剂直接与生物体粘接，所以理想的医用胶粘剂能够满足安全、无毒、无致癌、无致畸、无致突变、粘合强度好，常温常压下能与组织快速胶接，生物相容性好，本身无菌且能抑菌，操作简单，固化时发热量少，以免烫伤组织等诸多方面的使用要求。虽然传统组织胶粘剂已经被批准作为某些特定的手术伤口闭合手段，但是目前所使用的胶粘剂性能、安全性和局限性还不能满足临床医学的更高要求。
在粘结剂的研究中，贻贝类生物能够快速的在海水中粘附在不同固体基质上。研究表明贻贝粘附蛋白中含有大量的3,4-二羟基苯丙胺(多巴胺)，它是贻贝粘附蛋白具有良好的抗湿粘附性的关键。模拟贻贝粘附过程来制备仿贻贝粘附材料的研究已经受到研究者们的广泛关注，也可应用于水下粘附。但是这类仿生材料大多需要繁琐的合成过程，需要在苛刻的条件下进行制备，还需要使用引发剂、交联剂和有毒的试剂。
因此，开发出低成本，制备方法简单，具有生物相容性和对各种基质有较强粘附能力的粘附材料仍然具有挑战性。
发明内容
为解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，得到了一种利用含有供电子基团的杂环芳香酰基氨基酸与阳离子聚电解质构筑得到的粘附材料，该材料制备方法简单，安全、无毒、生物相容性好，粘接强度高，力学性能好，不受水分及油溶性的影响，能够应用于医学及其它工业领域。
本发明的目的在于提供一种水性超分子粘附材料，所述水性超分子粘附材料由包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质的原料制得。所述原料在水溶剂中制备得到水性超分子粘附材料。
所述杂环芳香酰基氨基酸包含带有供电子基团的杂环单元、氨基芳香羧酸类单元和氨基酸单元，所述供电子基团包括含氧供电子基团或含氮供电子基团，优选包括羟基和氨基。
在本发明的一种优选实施方式中，所述杂环芳香酰基氨基酸具有如下分子结构通式：
其中，
R1、R2、R3各自独立地选自氢或供电子基团，优选选自氢、含氧供电子基团或含氮供电子基团，更优选为氢、羟基或氨基。在本发明的一种优选实施方式中，R1、R2、R3之一为氢，另外两个取代基为供电子基团，优选地，R3为氢，R1和R2为供电子基团，例如，R1为羟基，R2为氨基，R3为氢。
G1、G2、G3、G4各自独立地选氢、C1-C5的烷基、C1-C5的烷氧基、氨基、羟基、醛基或羧基，优选选自氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、氨基或羟基，更优选为氢。
R选自氢、烷基、苯基烷基、苯酚基烷基、羧基烷基、酰胺基烷基、氨基烷基、羟基烷基或含氮杂环基烷基，优选选自氢、苯酚基烷基、羧基烷基、酰胺基烷基、氨基烷基、羟基烷基、吲哚基烷基或咪唑基烷基，更优选为羧基烷基。R含碳数目为0-4。
在本发明的一种优选实施方式中，所述杂环芳香酰基氨基酸为叶酸。
所述阳离子聚电解质选自伯胺型阳离子聚合物、仲胺型阳离子聚合物、叔胺型阳离子聚合物和季铵型阳离子聚合物中的一种或几种。
本发明的目的还在于提供一种水性超分子粘附材料的制备方法，所述方法的制备原料包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质，将原料分散在水溶液中进行制备。所述方法具体包括以下步骤：
步骤1、使杂环芳香酰基氨基酸溶解在水中，得到溶液A；
步骤2、使阳离子聚电解质溶解在水中，得到溶液B；
步骤3、将溶液A和溶液B混合反应，得到水性超分子粘附材料。
本发明的再一目的在于提供所述水性超分子粘附材料的用途，其用于粘结生物组织，如人体或动物器官，例如皮肤，金属材料，如不锈钢，无机材料，如无机玻璃，木质材料，塑料，如聚四氟乙烯、聚乙烯，尤其用于医用外科领域中，生物组织的粘结。
本发明中提供的水性超分子粘附材料及其制备方法具有以下有益效果：
(1)本发明以包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质为原料进行制备超分子粘附材料，可用于各种材质的材料粘结，粘结力强，粘附材料本身具有良好的机械性能。
(2)本发明中的水性超分子粘附材料可以选自安全性高，生物相容性好的原料进行制备，得到的粘附材料可用于生物组织的粘附，从而应用于医学外科等领域，并且在体内应用时，可在体内代谢吸收，因此，具有良好的应用前景。
(3)所述水性超分子粘附材料的制备在水溶剂常温常压条件下即可进行，制备方法简单，无需进行复杂的合成过程，避免使用有毒有害试剂，合成过程绿色环保，得到的粘附材料，而且安全无毒，应用广泛。
(4)所述水性超分子粘附材料的制备过程无需苛刻的制备条件及特殊设备，材料来源广泛，生产成本低，利于规模化生产，使用方法简便，利用推广应用。尤其在医用领域中，使用时操作简单，不会放热，粘结力好，利于使用。
附图说明
图1(a)示出本发明实施例1中湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料的宏观形貌；图1(b)为实施例1中叶酸-PDDA超分子粘附膜宏观形貌；图1(c)为叶酸-PDDA超分子粘附膜PF-C-9的SEM测试图；
图2示出本发明叶酸(FA)、PDDA和实施例1得到的叶酸-PDDA超分子粘附膜PF-C-9-Film的红外光谱图；
图3示出本发明实施例1制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料的储能模量G’和损失模量G”的变化图；
图4示出本发明实施例1制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料的剪切粘度变化图；
图5示出本发明实施例1制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料PF-C-9以及实验例4中粘附在铜片上的PF-C-9分别进行红外光谱测试图；
图6示出本发明实施例1得到的叶酸-PDDA超分子粘附膜PF-C-9-Film的拉伸强度和断裂伸长率测试图；
图7示出本发明实施例1得到的粘附膜PF-C-9-Film分别对猪皮粘结、湿润玻璃和200g不锈钢砝码粘结的承重效果图；
图8示出本发明实施例2得到的粘附膜叶酸-QCS-Film对猪皮进行粘结的实物拉伸测试示例图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
本发明中提供了一种以含有氨基和羟基等供电子基团的杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质为原料，超分子组装制备得到的粘附材料，制备过程简单，不使用复杂的合成助剂、有毒原料和有机溶剂，得到的粘附材料安全性和生物相容性好，粘结力强，粘附材料本身力学性能好，在医用胶粘剂和工业胶粘剂中具有广泛的应用前景。
本发明提供了一种水性超分子粘附材料，所述水性超分子粘附材料由包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质的原料制得。所述原料在水溶剂中制备得到水性超分子粘附材料。
所述杂环芳香酰基氨基酸包含带有供电子基团的杂环单元、氨基芳香羧酸类单元和氨基酸单元，所述供电子基团包括含氧供电子基团或含氮供电子基团，优选包括羟基和氨基。
所述带有供电子基团的杂环单元选自至少含有两个供电子基团的杂环单元，优选选自至少含有两个供电子基团的含氮杂环单元，所述含氮杂环单元选自吡啶类、嘧啶类、喹啉类、吲哚类、嘌呤类或蝶啶类，更优选为含有两个供电子基团的含氮稠杂环单元，如含有两个供电子基团的蝶啶环单元。
所述氨基芳香羧酸类单元选自氨基苯羧酸类单元或氨基萘羧酸类单元，优选选自氨基苯甲酸类单元或氨基萘甲酸类单元，更优选为氨基苯甲酸类单元。
在本发明的一种优选实施方式中，所述杂环芳香酰基氨基酸具有如下分子结构通式：
其中，
R1、R2、R3各自独立地选自氢或供电子基团，优选选自氢、含氧供电子基团或含氮供电子基团，更优选为氢、羟基或氨基。在本发明的一种优选实施方式中，R1、R2、R3之一为氢，另外两个取代基为供电子基团，优选地，R3为氢，R1和R2为供电子基团，例如，R1为羟基，R2为氨基，R3为氢。
G1、G2、G3、G4各自独立地选氢、C1-C5的烷基、C1-C5的烷氧基、氨基、羟基、醛基或羧基，优选选自氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、氨基或羟基，更优选为氢。
R选自氢、烷基、苯基烷基、苯酚基烷基、羧基烷基、酰胺基烷基、氨基烷基、羟基烷基或含氮杂环基烷基，优选选自氢、苯酚基烷基、羧基烷基、酰胺基烷基、氨基烷基、羟基烷基、吲哚基烷基或咪唑基烷基，更优选为羧基烷基。R含碳数目为0-4。
在本发明的一种优选实施方式中，所述杂环芳香酰基氨基酸为叶酸，即R1为羟基，R2为氨基，R3为氢，G1、G2、G3、G4均为氢，R为羧基乙基。
叶酸又名蝶酰谷氨酸，是一种热力学稳定、低成本的微黄色结晶粉末，是一种天然丰富的B族维生素，可以从各种天然食物中提取，例如绿叶蔬菜、豆类和水果。叶酸对人体至关重要，它作为机体细胞生长和繁殖必不可少的维生素之一，缺乏会对人体正常的生理活动产生影响。这在细胞分裂和生长迅速的时期(例如怀孕和婴儿期)尤其重要，因此通常每天必须服用特定剂量的叶酸。迄今为止，由于叶酸具有抗肿瘤作用，因此已被广泛研究。
叶酸带有羧基、羰基和酰胺基，可以实现金属络合以及与其他组分的静电相互作用。叶酸作为粘附材料的制备原料，来源广泛，价格低廉。到目前为止，叶酸在粘合材料领域中的应用还没有报道过。
所述阳离子聚电解质选自伯胺型阳离子聚合物，如聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)等，仲胺型阳离子聚合物，如聚乙烯亚胺(PEI)等、叔胺型阳离子聚合物，如叔胺型改性聚丙烯酰胺和季铵型阳离子聚合物，如聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)、壳聚糖季铵盐(QCS)等中的一种或几种，优选选自聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)、聚乙烯亚胺(PEI)、叔胺型改性聚丙烯酰胺、季铵型阳离子聚合物和阳离子改性聚丙烯酰胺、阳离子型聚乙烯醇、阳离子化淀粉、阳离子化纤维素、阳离子化壳聚糖五类物质的伯胺型、叔胺型阳离子聚合物中的一种或几种，更优选为聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)、支化聚乙烯亚胺(b-PEI)和壳聚糖季铵盐(QCS)和聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)中的一种或几种，如聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)。
在碱性条件下，杂环芳香酰基氨基酸表现为阴离子性，在水溶液中与阳离子聚电解质能够形成超分子体，由于杂环芳香酰基氨基酸包含带有供电子基团的杂环单元、氨基芳香羧酸类单元和氨基酸单元，使超分子体具有粘结力，从而能够形成一种性能优异的粘附材料，能够应用于各种材料的粘结，包括粘结生物组织，如人体或动物器官，例如皮肤，金属材料，如不锈钢，无机材料，如无机玻璃，木质材料，塑料，如聚四氟乙烯、聚乙烯，尤其用于医用外科领域中，生物组织的粘结。在选择使用符合医用领域的要求的制备原料，得到的超分子粘附材料还能够对生物组织进行粘结，具有优异的安全性、抗菌特性和生物相容性。
所述支化聚乙烯亚胺包含着大量的一、二及三级胺基团，是最常见的也是应用最为广泛的阳离子聚合物之一。另外，因其具有分散好、无异味及易于回收利用等特性，又兼具了成本低廉、易于合成的特点，在学术界及工业界的研究中均受到众多关注在许多领域都有着应用，如生物体内的基因运输载体、离子交换树脂的配体和前体、污水处理膜及重金属离子吸附等。所述支化聚乙烯亚胺的重均分子量为30,000-550,000，优选为40,000-650,000，更优选为50,000-750,000。
聚烯丙基胺盐酸盐作为阳离子聚电解质，外观为无色至淡黄色粘稠液体。安全、无毒、易溶于水、不易燃、凝聚力强、水解稳定性好、不成凝胶，对pH值变化不敏感，有抗氯性。所述聚烯丙基胺盐酸盐的重均分子量为30,000-110,000，优选为40,000-90,000，更优选为50,000-70,000。
在本发明的阳离子聚电解质中，聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)是一种主链含五元环结构的水溶性阳离子聚合物，外观为无色至淡黄色粘稠液体，其分子链上所带有高密度的正电荷，安全无毒，凝聚力强，水解稳定性好，对pH值变化不敏感，并且价格低廉。具有良好的内聚吸附性能和抗菌特性，能够被用作各种生物和医学应用领域组装材料的构筑基元。
利用杂环芳香酰基氨基酸与PDDA，尤其是叶酸与PDDA制备得到的粘附材料具有良好的粘附力和力学性能，在生物医学领域的应用中，还具有良好的安全性和生物相容性。
所述聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的重均分子量为100,000-900,000，优选为110,000-700,000，更优选为120,000-500,000。当聚合物分子量小于10万时，无法形成凝聚物类粘附材料；当聚合物分子量大于10万时，粘附材料的粘附性能随着分子量的增加而变大。
壳聚糖、纤维素等作为一种天然高分子聚合物，不仅有着较好的生物相容性，由于其含有活性较高的羟基，易于反应形成阳离子化的天然高分子聚合物。其中，壳聚糖季铵盐是壳聚糖具有代表性的衍生物之一，具有无毒、抗菌活性高，是一类较为理想的抗菌生物材料，已被用于开发可吸收性手术缝合线、医用敷料、人工皮肤、人工肾膜等，在较宽的pH值范围内均能溶于水，因此，壳聚糖季铵盐在医学方面具有广泛的应用。
以壳聚糖季铵盐作为阳离子聚电解质与杂环芳香酰基氨基酸为原料制备得到超分子粘附材料除了具有优异的粘附性能，能够应用于各种材料的粘合，还能够用于医学外科领域中，粘结生物组织，使手术伤口闭合，通过人体或动物体自身代谢吸收粘附材料，满足医用的需求。
本发明还提供了新型水性超分子粘附材料的制备方法，所述方法的制备原料包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质，将原料分散在水溶液中进行制备。所述方法具体包括以下步骤：
步骤1、使杂环芳香酰基氨基酸溶解在水中，得到溶液A。
将杂环芳香酰基氨基酸加入到水中，搅拌混合，使杂环芳香酰基氨基酸在水中溶解，得到溶液A。优选地，向含有杂环芳香酰基氨基酸的水溶液中加入碱性物质，调整溶液pH值。
所述溶液A中杂环芳香酰基氨基酸的浓度为8-120mM，优选为14-100mM，更优选为20-50mM。所述溶解温度为10-40℃，优选为20-30℃。
所述碱性物质选自水溶性碱性物质，优选为水溶性无机碱，更优选为水溶性无机强碱，如氢氧化钠。所述水为去离子水或超纯水，优选为超纯水。
所述溶液A的pH值大于7.2，优选大于8，更优选为8-12。
步骤2、使阳离子聚电解质溶解在水中，得到溶液B。
将阳离子聚电解质加入到水中，搅拌混合，使其在水中溶解，得到溶液B。所述溶解温度为10-40℃，优选为20-30℃。所述水为去离子水或超纯水，优选为超纯水。
所述溶液B中阳离子聚电解质的浓度为10-120mM，优选为25-100mM，更优选为30-50mM。其中，阳离子聚电解质的摩尔量以其在水溶液中，阳离子聚电解质所带正电荷的摩尔量进行计量。
步骤3、将溶液A和溶液B混合搅拌，得到水性超分子粘附材料。
将溶液A和溶液B混合搅拌均匀，得到含有凝聚物的混合液，所述混合温度为10-40℃，优选为20-30℃。
含有凝聚物的混合液分离水溶剂后，得到的凝聚物利用水进行洗涤3-7次，得到超分子粘附材料。所述水为去离子水或超纯水，优选为超纯水。
所述溶液A中杂环芳香酰基氨基酸与溶液B中阳离子聚电解质的摩尔比为(1.6-3.0):1，优选为(1.8-2.5):1，更优选为(2.0-2.2):1。阳离子聚电解质的摩尔量以其在水溶液中，阳离子聚电解质所带正电荷的摩尔量进行计量。
本发明提供了一种水性超分子粘附材料，利用杂环芳香酰基氨基酸与阳离子聚电解质为原料，通过简单溶解混合即可制备得到，避免使用有毒有害试剂，制备方法简单、绿色环保。制备得到的水性超分子粘附材料具有优异的粘附能力和力学性能，能够应用于各种材料的粘结。例如，通过利用安全无毒、生物相容性好的杂环芳香酰基氨基酸叶酸分别和阳离子聚电解质PDDA和壳聚糖季铵盐进行超分子组装，得到了具有高抗菌性能、优良的生物相容性的粘附材料，从而有望用于医用外科等领域。
实施例
实施例1
室温下，将1.1g叶酸溶于100mL超纯水中配成叶酸溶液，滴加浓度为2mol/L的NaOH溶液，分别调节叶酸溶液的pH至9、10、11、12。将4g的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)溶于100mL超纯水中，配成浓度约为50mM的溶液(即氯离子浓度约为50mM)。
将不同pH值的叶酸溶液分别与PDDA溶液等体积混合，摇匀后得到含有橙黄色凝聚物的混合液，倒去上清液后，即可得到叶酸-PDDA凝聚物；用超纯水洗涤凝聚物3次，分别得到湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料：PF-C-9、PF-C-10、PF-C-11、PF-C-12。其中，PDDA的重均分子量为450,000，PDDA为阿拉丁试剂，Mw为400,000-500,000，为PDDA水溶液，质量分数为20wt％，粘度为800-1000CP(25℃)。
通过观察可以看出，制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料含水量较高，具有一定的流动性，如图1(a)所示。
将湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料制备成粘附膜：PF-C-9-Film、PF-C-10-Film、PF-C-11-Film、PF-C-12-Film。通过浇筑的方法，将湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料倒在光滑的聚四氟乙烯板上，待蒸发水分后，即可自支撑的粘附膜，制备得到的粘附膜宏观形貌如图1(b)所示。
分别对叶酸(FA)、PDDA和得到的叶酸-PDDA超分子粘附膜PF-C-9-Film进行红外光谱图测试，测试谱图如图2所示。从图2中可以观察到羰基特征峰1581cm-1和1386cm-1，蝶啶环的特征峰1330cm-1，说明通过上述方法制备得到了叶酸-PDDA超分子粘附材料。
实施例2
室温下，将1.1g叶酸溶于100mL超纯水中配成叶酸溶液，滴加浓度为2mol/L的NaOH溶液，调节叶酸溶液的pH至9。将3.7g的壳聚糖季铵盐(QCS)溶于100mL超纯水中，配成浓度约为50mM的溶液(即氯离子浓度约为50mM)。
将叶酸溶液与QCS溶液等体积混合，摇匀后得到含有棕黄色凝聚物的混合液，倒去上清液后，即可得到叶酸-QCS凝聚物；用超纯水洗涤3次，得到湿的叶酸-QCS超分子粘附材料。其中，QCS的取代度为96％-98％，QCS购于MACKLIN。
将湿的叶酸-QCS超分子粘附材料制备成粘附膜：叶酸-QCS-Film。通过浇筑的方法，将湿的叶酸-QCS超分子粘附材料倒在光滑的聚四氟乙烯板上，待蒸发水分后，即可自支撑的粘附膜。
实施例3
室温下，将1.1g叶酸溶于100mL超纯水中配成叶酸溶液，滴加浓度为2mol/L的NaOH溶液，调节叶酸溶液的pH至9。将4g的支化聚乙烯亚胺(b-PEI)溶于100mL超纯水中，配成浓度约为2mM的溶液。
将叶酸溶液与b-PEI溶液等体积混合，摇匀后得到含有棕黄色凝聚物的混合液，倒去上清液后，即可得到叶酸-b-PEI凝聚物；用超纯水洗涤3次，得到湿的叶酸-b-PEI超分子粘附材料。其中，b-PEI的重均分子量为50,000-750,000。
实施例4
室温下，将1.1g叶酸溶于100mL超纯水中配成叶酸溶液，滴加浓度为2mol/L的NaOH溶液，调节叶酸溶液的pH至12。将2g的聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)溶于100mL超纯水中，配成浓度约为50mM的溶液(即氯离子浓度约为50mM)。
将叶酸溶液与PAH溶液等体积混合，摇匀后得到含有橙黄色凝聚物的混合液，倒去上清液后，即可得到叶酸-PAH凝聚物；用超纯水洗涤3次，得到湿的叶酸-PAH超分子粘附材料。其中，PAH的重均分子量为60,000，购于北京伊诺凯科技有限公司。
实验例
实验例1
对实施例1制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料进行含水率测试，实验方法如下：首先测得湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料的质量为m1；然后，将其在真空干燥箱中，在真空度-0.1MPa，60℃下，进行干燥，直至质量不再变化，此时质量为m2；则含水率＝(m1-m2)/m1×100％。
得到PF-C-9的含水率为71.9％、PF-C-10的含水率为72.4％、PF-C-11的含水率为73.0％、PF-C-12的含水率为73.3％。
实验例2
对实施例1制备得到的PF-C-9进行扫描电镜(SEM)测试，SEM测试图如图1(c)所示。
SEM图中，刚制备的PF-C-9具有孔状平面，孔内较平滑，可以从侧面反应湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料出具有一定流动性。
实验例3
使用ThermoHaake RS300型流变仪测量实施例1制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料PF-C-9、PF-C-10、PF-C-11、PF-C-12的流变学性质。测试方法为：将湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料放置在35mm直径的底盘和平板转盘之间，间隙高度为0.1mm；以Pheonix型水浴通过控温程序设置测量温度。在震荡测试中，频率设定为0.1-100Hz。剪切粘度测试中，切速为0.01-25s-1。测试结果如图3和图4所示。
从图3可以看出刚制备的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料的损失模量G”大于储能模量G’，进一步证实其具有液体的性质。从图4中的剪切粘度随剪切率的变化趋势，可以说明它还有切稀的特性。
实验例4
利用实施例1制备得到的PF-C-9对玻璃试片、聚四氟乙烯试片、铜片、聚乙烯试片进行粘结，并测试粘结后的剪切粘附强度。将0.02g的PF-C-9分别涂覆在试片上，涂覆面积为2cm×2cm，将相同材质的两个试片粘结，然后利用万能拉伸机INSTRON Series 5943(USA)对粘结后的试片进行剪切测试。取试片分离时或粘结层断裂时的最大拉力(单位：N)除以粘附面积(cm2)，即可得到粘附强度(单位：kPa)。
测试得到分别粘结玻璃试片、聚四氟乙烯试片、铜片、聚乙烯试片后的剪切黏附强度分别为138.5kPa、20.9kPa、166.6kPa、32.5kPa。
利用实施例3制备得到的湿的叶酸-b-PEI超分子粘附材料对铜片、玻璃试片、聚乙烯和聚四氟乙烯进行粘结，并测试粘结后的剪切粘附强度分别为121.7kPa、559.1kPa、62.1kPa和22.2kPa。
实验例5
对实施例1制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料PF-C-9以及实验例4中粘附在铜片上的PF-C-9分别进行红外光谱测试，测试谱图如图5所示。
从图5的红外光谱图中可以看到，粘附铜片后，PF-C-9的羧酸根的对称振动峰1386cm-1向低波数移动至1380cm-1，说明叶酸-PDDA超分子粘附材料与铜片接触后产生了配位作用。
实验例6
分别利用实施例1制备得到的湿的叶酸-PDDA超分子粘附材料PF-C-9、万能胶(购于北京德航五洲科技有限公司，品牌：JSENB)和3M双面胶对两片木质试片进行粘合，粘附面积为2.5cm×2.5cm，按照实验例4中的方法分别对上述木质试片进行剪切粘附强度测试。PF-C-9、万能胶和3M双面胶粘结木质试片的剪切粘附强度分别为3.56MPa、2.55MPa和0.25MPa。
实验例7
对实施例1得到的PF-C-9-Film进行处理，得到不同含水率的粘附膜，并利用万能拉伸机(INSTRON Series 5943(USA))进行机械性能测试，拉伸速率为30mm/min。
将PF-C-9-Film放在不同饱和盐溶液(NaBr水溶液，质量分数为33％；MgCl2水溶液，质量分数为55％和NaCl水溶液，质量分数为75％)中进行平衡，得到不同含水率的粘附膜材料：PF-C-9-Film-33％、PF-C-9-Film-55％、PF-C-9-Film-75％。不同含水率的粘附膜的机械性能测试结果(拉伸强度和断裂伸长率)如图6所示。
从图6可以看出，随着粘附膜的含水率提高，粘附膜的拉伸强度变弱，断裂伸长率升高，粘附膜材料的综合机械性能可以满足实际应用的需求。
实验例8
利用实施例1得到的粘附膜PF-C-9-Film对猪皮进行粘结，粘结面积为2.4×2.4cm，测试粘附强度为7.5kPa。利用200g砝码对粘结的猪皮进行拉伸测试，如图7所示，可以看到粘附膜具有良好的粘附效果。
利用PF-C-9-Film对湿润的玻璃和200g不锈钢砝码进行粘结，粘结面积为2.4×2.4cm，也实现了优良的粘附效果，如图7所示。
利用实施例2得到的粘附膜叶酸-QCS-Film对猪皮进行粘结，粘结面积为2.4×2.4cm。利用5kg的重物对粘结的猪皮进行拉伸测试，如图8所示，可以反应出该粘附膜具有良好的粘附强度性能。
以上结合具体实施方式和/或范例性实例以及附图对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种水性超分子粘附材料，其特征在于，所述水性超分子粘附材料由包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质的原料制得。
2.根据权利要求1所述的粘附材料，其特征在于，所述杂环芳香酰基氨基酸包含带有供电子基团的杂环单元、氨基芳香羧酸类单元和氨基酸单元，所述供电子基团包括含氧供电子基团或含氮供电子基团。
3.根据权利要求2所述的粘附材料，其特征在于，
所述带有供电子基团的杂环单元选自至少含有两个供电子基团的杂环单元，
所述氨基芳香羧酸类单元选自氨基苯羧酸类单元或氨基萘羧酸类单元。
4.根据权利要求1至3之一所述的粘附材料，其特征在于，
所述杂环芳香酰基氨基酸具有如下分子结构通式：
其中，
R1、R2、R3各自独立地选自氢或供电子基团；G1、G2、G3、G4各自独立地选氢、C1-C5的烷基、C1-C5的烷氧基、氨基、羟基、醛基或羧基；R选自氢、烷基、苯基烷基、苯酚基烷基、羧基烷基、酰胺基烷基、氨基烷基、羟基烷基或含氮杂环基烷基。
5.根据权利要求1至4之一所述的粘附材料，其特征在于，所述阳离子聚电解质选自伯胺型阳离子聚合物、仲胺型阳离子聚合物、叔胺型阳离子聚合物和季铵型阳离子聚合物中的一种或几种。
6.一种水性超分子粘附材料的制备方法，其特征在于，所述方法的制备原料包括杂环芳香酰基氨基酸和阳离子聚电解质，将原料分散在水溶液中进行制备。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
步骤1、使杂环芳香酰基氨基酸溶解在水中，得到溶液A；
步骤2、使阳离子聚电解质溶解在水中，得到溶液B；
步骤3、将溶液A和溶液B混合反应，得到水性超分子粘附材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述溶液A中杂环芳香酰基氨基酸的浓度为8-120mM；所述溶液A的pH值大于7.2。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述溶液B中阳离子聚电解质的浓度为10-120mM，其中，阳离子聚电解质的摩尔量以其在水溶液中，阳离子聚电解质所带正电荷的摩尔量进行计量。
10.根据权利要求1至5之一所述的水性超分子粘附材料的用途，其特征在于，其用于粘结生物组织、金属材料、无机材料、木质材料和塑料，尤其用于医用外科领域中，生物组织的粘结。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110260837.XA CN115078292A (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种水性超分子粘附材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110260837.XA CN115078292A (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种水性超分子粘附材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115078292A true CN115078292A (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=83241258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110260837.XA Pending CN115078292A (zh) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | 一种水性超分子粘附材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115078292A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115368870A (zh) * | 2022-10-06 | 2022-11-22 | 北京师范大学 | 一种具有长余辉发光特性的超分子胶粘剂及其制备方法 |
| CN115926348A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-07 | 华中科技大学 | 一种水下超强循环粘附材料及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-03-10 CN CN202110260837.XA patent/CN115078292A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115368870A (zh) * | 2022-10-06 | 2022-11-22 | 北京师范大学 | 一种具有长余辉发光特性的超分子胶粘剂及其制备方法 |
| CN115926348A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-07 | 华中科技大学 | 一种水下超强循环粘附材料及其制备方法和应用 |
| CN115926348B (zh) * | 2022-12-07 | 2024-03-22 | 华中科技大学 | 一种水下超强循环粘附材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amirian et al. | In-situ crosslinked hydrogel based on amidated pectin/oxidized chitosan as potential wound dressing for skin repairing | |
| Das et al. | Naturally derived carbon dots in situ confined self-healing and breathable hydrogel monolith for anomalous diffusion-driven phytomedicine release | |
| CN109529128B (zh) | 一种抗感染涂层及其制备方法 | |
| CN113941025B (zh) | 一种组织粘附性水凝胶及其用途 | |
| Li et al. | Synthesis and characterization of a novel double cross-linked hydrogel based on Diels-Alder click reaction and coordination bonding | |
| CN115078292A (zh) | 一种水性超分子粘附材料及其制备方法 | |
| Chen et al. | Mussel-inspired ultra-stretchable, universally sticky, and highly conductive nanocomposite hydrogels | |
| CN107626002B (zh) | 一种响应型医用凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN110522948B (zh) | 可注射水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN110918014B (zh) | 季铵盐型超支化聚硫醚改性的聚合物微球和制备方法 | |
| CN104356319A (zh) | 一种以改性明胶为交联剂的多孔性生物材料及其制备方法 | |
| CN111909396B (zh) | 一种天然高分子基超分子自愈合水凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN101905034B (zh) | 生物多糖自组装修饰的壳聚糖抗菌生物材料的制备方法 | |
| Tang et al. | A green catechol-containing cellulose nanofibrils-cross-linked adhesive | |
| CN112876694A (zh) | 丙烯酸/ε-聚赖氨酸黏附性抗菌水凝胶的制备方法及其应用 | |
| Verma et al. | Carboxymethyl cellulose based sustainable hydrogel for colon-specific delivery of gentamicin | |
| Maity et al. | A dynamic sugar based bio-inspired, self-healing hydrogel exhibiting ESIPT | |
| Gao et al. | Folic acid-based coacervate leading to a double-sided tape for adhesion of diverse wet and dry substrates | |
| CN113861447B (zh) | 一种改性羟丙基壳聚糖粘附自愈水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN111635480A (zh) | 一种抗溶胀水凝胶材料及其制备方法 | |
| Khadem et al. | Colorimetric pH-responsive and hemostatic hydrogel-based bioadhesives containing functionalized silver nanoparticles | |
| Moghaddam et al. | Tannic acid as a green cross-linker for biomaterial applications | |
| Khosravi et al. | Antibacterial adhesive based on oxidized tannic acid-chitosan for rapid hemostasis | |
| Li et al. | An antibacterial biomimetic adhesive with strong adhesion in both dry and underwater situations | |
| CN101367886A (zh) | 一种反应性壳聚糖衍生物的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |