CN115572350B - 一种可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶 - Google Patents
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Abstract
本发明中公开了一种可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶，所述水凝胶由两性离子单体、双键透明质酸大分子交联剂(HAGMA)和光引发剂在紫外光下交联得到。本发明中的可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶的制备方法简单，不需特殊设备，易于脱模成型，制备成任意形状，可实现工业化大批量生产与应用推广；同时双键透明质酸和两性离子的强水合作用使该水凝胶具有较强的抗污特性，对BSA蛋白和L929细胞表现出低黏附特性；且双键透明质酸还使水凝胶具有较强的可生物降解性能；并且在制备过程中通过改变两性离子的添加量可以实现水凝胶力学性能、抗污性能和降解性能的可调性，有效扩大水凝胶的实际应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及高分子功能材料领域，尤其涉及一种可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶。
背景技术
两性离子聚合物是指具有相同数量阴离子基团和阳离子基团的一类聚合物，可通过静电作用结合水分子，在材料周围形成一层水合层，表现出优良的抗污性能，近十几年来受到广泛专注。通过传统方法将这种聚合物制备成的水凝胶材料，在生物医学或海洋领域的应用中缺乏着重要的生物降解性，这些不可降解的聚合物可作为异物在体内积累，导致病理组织的形成，随后诱导恶性肿瘤，从而扰乱正常的细胞代谢，而且这些不可降解的聚合物在海洋涂料中使用时也是不环保的。因此，研究和开发可生物降解的两性离子材料势在必行。
目前针对可生物降解两性离子材料的研究，主要是以各种可生物降解的聚酯、多肽和天然多糖(壳聚糖、淀粉和纤维素)为基础的两性离子聚合物的合成和应用，也有利用合成含有可降解二硫键的小分子交联剂，替代传统不可降解的小分子交联剂。但是上述方法都显得过于复杂，不适合生产应用和推广。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的可生物降解的两性离子材料的制备方法复杂，不适于实际生产应用的问题，提供一种可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶，所述水凝胶由两性离子单体、双键透明质酸大分子交联剂(HAGMA)和光引发剂在紫外光下交联得到；
所述水凝胶的分子结构式如式Ι所示：
优选地，所述双键透明质酸大分子交联剂(HAGMA)与两性离子单体的质量比为1:2.5～20。
优选地，所述双键透明质酸大分子交联剂(HAGMA)的分子量为100-150万Da，浓度为3％w/v。
优选地，所述光引发剂为光引发剂I2959，所述光引发剂I2959的浓度为0.3％w/v。
优选地，所述双键透明质酸大分子交联剂(HAGMA)的制备方法为：将透明质酸钠、三乙胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯于室温下反应24h，得到反应液；将反应液依次经1M氯化钠溶液和超纯水透析，冻干后得到双键透明质酸大分子交联剂(HAGMA)。
进一步优选，所述透明质酸钠的羟基数目、甲基丙烯酸缩水甘油酯和三乙胺的摩尔比为1：10：0.4。
进一步优选，所述两性离子单体为羧酸甜菜碱两性离子(CBMAA)，所述羧酸甜菜碱两性离子(CBMAA)的制备方法为：0℃条件下，依次加入4-甲氧基苯酚、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和丙酮，然后缓慢滴加丙烯酸，滴加完毕后在0℃下反应30min；再转移至室温中搅拌反应24h后，加入三乙胺沉淀，沉淀物用丙酮清洗三次，真空干燥，得到纯化的羧酸甜菜碱两性离子(CBMAA)。
进一步优选，所述N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和丙烯酸的摩尔比为1：2。
本发明所具有的有益效果：
(一)本发明中通过甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基与透明质酸上的羟基反应，对高分子量透明质酸进行双键改性，得到双键透明质酸大分子交联剂(HAGMA)，HAGMA再与羧酸甜菜碱两性离子单体在紫外光照下经一锅法自由基共聚制备得到可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶；该制备方法简单，不需特殊设备，易于脱模成型，制备成任意形状，可实现工业化大批量生产与应用推广；
(二)本发明中双键透明质酸和两性离子的强水合作用使该水凝胶具有较强的抗污特性，对BSA蛋白和L929细胞表现出低黏附特性；且双键透明质酸还使水凝胶具有较强的可生物降解性能；并且在制备过程中通过改变两性离子的添加量可以实现水凝胶力学性能、抗污性能和降解性能的可调性，有效扩大水凝胶的实际应用范围。
附图说明
图1是实施例1中双键改性透明质酸HAGMA的反应过程图；
图2是实施例1中双键改性透明质酸HAGMA的核磁氢谱图；
图3是实施例2中羧酸甜菜碱两性离子的反应过程图；
图4是实施例2中羧酸甜菜碱两性离子的CBMAA核磁氢谱图；
图5是实施例3-6中的水凝胶(HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0)的红外谱图；
图6是实施例7中四组水凝胶的拉伸应力-应变曲线和压缩应力-应变曲线，其中左侧图为拉伸应力-应变曲线，右侧图为压缩应力-应变曲线；
图7是实施例8中四组水凝胶的降解行为对比；
图8是实施例9中四组水凝胶抗BSA蛋白黏附对比；
图9是实施例10中聚苯乙烯细胞培养板和四组水凝胶表面黏附L929细胞的荧光照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1双键改性透明质酸(HAGMA)的制备
在250mL单口圆底烧瓶中，加入1.0g透明质酸钠(100-150万Da)和100mL超纯水，充分搅拌至透明质酸钠完全溶解后，加入560μL三乙胺，搅拌1h使溶液混合均匀，然后缓慢滴加12.8mL甲基丙烯酸缩水甘油酯，室温搅拌反应24h。反应液装入截留分子量为7000Da纤维素透析袋中，分别用1mol/L氯化钠溶液透析12h和超纯水透析3天，冻干后得到纯化的HAGMA。反应过程图如附图1所示；双键改性透明质酸HAGMA核磁氢谱图如附图2所示。
实施例2羧酸甜菜碱两性离子(CBMAA)的制备
在100mL单口烧瓶中，0℃条件下，加入20mg 4-甲氧基苯酚、17.10g N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和10mL丙酮，然后缓慢滴加14.41g丙烯酸，滴加完毕后在0℃下反应30min，后转移至室温搅拌反应24h。反应结束后，加入50mL三乙胺沉淀，沉淀物用丙酮清洗三次，真空干燥，得到纯化的CBMAA。反应过程图如附图3所示；羧酸甜菜碱两性离子CBMAA核磁氢谱图如附图4所示。
实施例3双键透明质酸交联两性离子水凝胶HA-CB2.5的制备
双键改性透明质酸HAGMA由实施例1制备；
羧酸甜菜碱两性离子CBMAA由实施例2制备。
将60mg双键改性透明质酸HAGMA、150mg羧酸甜菜碱两性离子CBMAA和6.0mg光引发剂I2959，加入2.0mL超纯水超声溶解，得到预聚物溶液，在聚四氟乙烯模具中2000W紫外光照15min交联成双键透明质酸交联两性离子水凝胶HA-CB2.5。
实施例4双键透明质酸交联两性离子水凝胶HA-CB5.0的制备
制备方法同实施例3，区别在于：羧酸甜菜碱两性离子CBMAA为300mg。
实施例5双键透明质酸交联两性离子水凝胶HA-CB10.0的制备
制备方法同实施例3，区别在于：羧酸甜菜碱两性离子CBMAA为600mg。
实施例6双键透明质酸交联两性离子水凝胶HA-CB20.0的制备
制备方法同实施例3，区别在于：羧酸甜菜碱两性离子CBMAA为1200mg。
实施例3-6的双键透明质酸交联两性离子水凝胶的红外谱图如附图5所示，图中A、B、C、D依次为水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0的红外谱图；实施例3-6的双键透明质酸交联两性离子水凝胶的原料配比如表1所示：
表1实施例3-6的双键透明质酸交联两性离子水凝胶原料配比
实施例7双键透明质酸交联两性离子水凝胶的力学性能实验
本实施例中采用HZ-1004B拉力仪和10N负载传感器对实施例3-6中制备的水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0的力学性能进行测量。哑铃状水凝胶样品(宽度：2.0mm；长度：15mm，厚度：2.0mm)用于单轴拉伸测量，拉伸速率为100mm/min。当发生断裂时，试验终止。圆柱形样品(直径：8mm，高度：8mm)用于静态压缩试验，压缩率为10mm/min。由于水凝胶是弹性体，在100％应变前不会断裂，所以在90％应变时终止试验。水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0的拉伸应力-应变曲线和压缩应力-应变曲线如附图6所示，其中左侧图为拉伸应力-应变曲线，右侧图为压缩应力-应变曲线。
实施例8双键透明质酸交联两性离子水凝胶的生物降解性能实验
将实施例3-6中制备的水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0(每组至少设置三个平行样)分别在PBS缓冲溶液中浸泡达到溶胀平衡，切割成直径10mm×厚度1.0mm的样品，与300μL的透明质酸酶溶液(100U/mL)置于37℃恒温摇床中培养。每间隔一小时取出水凝胶样品，用缓冲溶液轻轻冲洗，滤纸吸干表面水分，称重并记录，继续加入新的300μL透明质酸酶溶液(100U/mL)进行降解，直至水凝胶完全消失。水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0的降解性能对比如附图7所示。
实施例9双键透明质酸交联两性离子水凝胶的抗BSA蛋白黏附实验
本实施例中采用牛血清白蛋白(BSA)测试实施例3-6中制备的水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0的抗蛋白黏附性能。将四组水凝胶(每组至少设置三个平行样)在PBS缓冲溶液中浸泡达到溶胀平衡，切割成直径10mm×厚度1.0mm的样品，与1mL的BSA蛋白溶液(1mg/mL)置于37℃恒温摇床中培养2h。取出水凝胶样品，用缓冲溶液轻轻冲洗，去除表面疏松吸附的蛋白，然后与1mL的SDS溶液(浓度为：1％w/v)在37℃恒温摇床中共培2h，将水凝胶上牢固吸附的BSA蛋白洗脱下来，用BCA蛋白浓度测定试剂盒测定浓度，计算得到单位面积上水凝胶样品吸附的BSA蛋白质量。水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0的抗BSA蛋白黏附对比如附图8所示。
实施例10双键透明质酸交联两性离子水凝胶的对L929细胞的表面黏附实验
本实施例中采用小鼠上皮样成纤维细胞(L929细胞)测试实施例3-6中制备的水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0的抗细胞黏附性能。将四组水凝胶(每组至少设置三个平行样)在PBS缓冲溶液中浸泡达到溶胀平衡，切割成直径10mm×厚度1.0mm的样品，75％乙醇溶液浸泡消毒杀菌，然后在细胞培养液中将75％乙醇溶液交换出去。在48孔板，每孔中加入20000个细胞、300μL细胞培养液和水凝胶样品，37℃、5％CO2环境下共同培养12h和24h，取出水凝胶样品，PBS缓冲溶液轻轻冲洗，加入FDA染料(50μg/mL)和碘化吡啶(10μg/mL)混合染液，15min后，去除染液，用倒置荧光显微镜拍摄水凝胶表面细胞黏附情况。聚苯乙烯细胞培养板和水凝胶HA-CB2.5、HA-CB5.0、HA-CB10.0、HA-CB20.0表面黏附L929细胞的荧光照片如图9所示。
综上所述，本发明中的双键透明质酸交联两性离子水凝胶的制备过程简单，不需特殊设备，易于脱模成型，制备成任意形状，可实现工业化大批量生产与应用推广。其结合透明质酸的强保水能力、可生物降解特性和两性离子的强水合能力、抗污特性，对BSA蛋白和L929细胞均表现出低黏附特性，且具有较强的可生物降解性能；同时在制备过程中通过改变两性离子的添加量(双键透明质酸大分子交联剂与两性离子单体的质量比为1:2.5～20)实现了水凝胶力学性能、抗污性能和降解性能的可调性。
本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种可降解双键透明质酸交联两性离子抗污水凝胶，其特征在于，所述水凝胶由两性离子单体、双键透明质酸大分子交联剂（HAGMA）和光引发剂在紫外光下交联得到；所述双键透明质酸大分子交联剂（HAGMA）与两性离子单体的质量比为1:2.5～20；
所述水凝胶的分子结构式如式 Ι所示：
式 Ι。
2.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述双键透明质酸大分子交联剂（HAGMA）的分子量为100-150万Da。
3.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述光引发剂为光引发剂I2959。
4.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述双键改性透明质酸大分子交联剂(HAGMA)的制备方法为：将透明质酸钠、三乙胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯于室温下反应24h，得到反应液；将反应液依次经1M氯化钠溶液和超纯水透析，冻干后得到双键透明质酸大分子交联剂（HAGMA）。
5.根据权利要求4所述的水凝胶，其特征在于，所述透明质酸钠的羟基数目、甲基丙烯酸缩水甘油酯和三乙胺的摩尔比为1：10：0.4。
6.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述两性离子单体为羧酸甜菜碱两性离子（CBMAA），所述羧酸甜菜碱两性离子（CBMAA）的制备方法为：0℃条件下，依次加入4-甲氧基苯酚、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和丙酮，然后缓慢滴加丙烯酸，滴加完毕后在0℃下反应30 min；再转移至室温中搅拌反应24 h后，加入三乙胺沉淀，沉淀物用丙酮清洗三次，真空干燥，得到纯化的羧酸甜菜碱两性离子（CBMAA）。
7.根据权利要求6所述的水凝胶，其特征在于，所述N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和丙烯酸的摩尔比为1：2。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107118300A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-09-01 | 华南理工大学 | 含甜菜碱两性离子的水凝胶软性接触镜材料及其制备方法 |
| CN108676178A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-19 | 济南大学 | 改性多糖水凝胶的制备方法及制备的改性多糖水凝胶 |
| CN111592618A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-28 | 广东省医疗器械研究所 | 一种透明质酸水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN112029037A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-12-04 | 浙江工业大学 | 一种高强度可降解的抗菌水凝胶及其制备方法 |
| KR20210102602A (ko) * | 2020-02-12 | 2021-08-20 | (주)아모레퍼시픽 | 생체 활성 물질을 안정화하는 히알루론산 하이드로겔 및 이의 제조 방법 |
| CN114957721A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-30 | 四川大学 | 一种两性离子水凝胶及其制备方法和应用 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107118300A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-09-01 | 华南理工大学 | 含甜菜碱两性离子的水凝胶软性接触镜材料及其制备方法 |
| CN108676178A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-19 | 济南大学 | 改性多糖水凝胶的制备方法及制备的改性多糖水凝胶 |
| KR20210102602A (ko) * | 2020-02-12 | 2021-08-20 | (주)아모레퍼시픽 | 생체 활성 물질을 안정화하는 히알루론산 하이드로겔 및 이의 제조 방법 |
| CN111592618A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-28 | 广东省医疗器械研究所 | 一种透明质酸水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN112029037A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-12-04 | 浙江工业大学 | 一种高强度可降解的抗菌水凝胶及其制备方法 |
| CN114957721A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-30 | 四川大学 | 一种两性离子水凝胶及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Self-Adhesive, Strong Antifouling, and Mechanically Reinforced Methacrylate Hyaluronic Acid Cross-Linked Carboxybetaine Zwitterionic Hydrogels;Wang, Shuaibing等;Biomacromolecules;20231229;第25卷(第1期);474-485 * |
| Synthesis and characterization of macroporous sodium alginate-g-poly(AA-co-DMAPMA) hydrogel;Polymer Bulletin;20161231;第73卷(第12期);3255-3269 * |
| 医用高分子水凝胶的设计与合成;王轶, 张黎明;功能高分子学报;20040630(02);172-178 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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