一种双网络水凝胶的制备方法技术

一种双网络水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将鱼源胶原蛋白冻干海绵用0.5％‑1％醋酸溶液溶解，得到鱼源胶原蛋白原溶液；将所述鱼源胶原蛋白原溶液与0.01‑0.02mol/L的磷酸缓冲盐溶液等体积混合，得到鱼源胶原蛋白初溶液；将所述鱼源胶原蛋白初溶液与质量百分数为5％‑10％的聚乙烯醇水溶液混合，得到混合溶液；调节所述混合溶液的pH至6.8‑7.8；在25‑30℃条件下静置8‑24h，使鱼源胶原蛋白自组装成单网络水凝胶，接着，将所述单网络水凝胶置于‑20℃条件下冷冻8‑12h，然后置于25‑30℃条件下融化，重复冷冻‑解冻过程至少3次，得到所述双网络水凝胶。上述双网络水凝胶的制备方法，通过鱼源胶原蛋白与PVA双物理交联，不需要添加交联剂，即可制备得到性能优异的双网络水凝胶，不具有毒性。

【技术实现步骤摘要】
一种双网络水凝胶的制备方法
本专利技术涉及生物材料
，尤其涉及一种双网络水凝胶的制备方法。
技术介绍
胶原蛋白(Collagen)是人体的一种非常重要的蛋白质，主要存在于结缔组织中。它具有很强的伸张能力，是韧带和肌键的主要成份，胶原蛋白还是细胞外基质的主要组成成分。它使皮肤保持弹性，而胶原蛋白的老化，则使皮肤出现皱纹。胶原蛋白亦是眼睛角膜的主要成份，但以结晶形式组成。胶原蛋白可以用于制备胶原蛋白水凝胶，而纯胶原蛋白水凝胶的力学性能差，降解快，需要改善其性能。聚乙烯醇(PVA)是一种安全无毒的高分子材料，具有较好的成膜性，制备成PVA水凝胶后，力学性能优异，用于体内药物载体时，不经过降解和吸收可以直接排出体外。用作体外医药用材料时，PVA可以经生物降解。而传统的双网络水凝胶的制备方法通常要使用化学合成类交联剂，而这类交联剂本身具有相对较高的细胞毒性，导致该水凝胶在接触人体后，影响组织的正常生长。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种不需要使用交联剂，没有毒性的双网络水凝胶的制备方法。一种双网络水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将鱼源胶原蛋白冻干海绵用0.5％-1％醋酸溶液溶解，得到鱼源胶原蛋白原溶液；将所述鱼源胶原蛋白原溶液与0.01-0.02mol/L的磷酸缓冲盐溶液等体积混合，得到鱼源胶原蛋白初溶液；将所述鱼源胶原蛋白初溶液与质量百分数为5％-10％的聚乙烯醇水溶液混合，得到混合溶液；调节所述混合溶液的pH至6.8-7.8；在25-30℃条件下静置8-24h，使鱼源胶原蛋白自组装成单网络水凝胶，接着，将所述单网络水凝胶置于-20℃条件下冷冻8-12h，然后置于25-30℃条件下融化，重复冷冻-解冻过程至少3次，得到所述双网络水凝胶。在其中一个实施例中，所述鱼源胶原蛋白冻干海绵采用如下方法制备：将鱼皮脱脂后冲洗干净，在NaOH水溶液中浸泡除去非胶原成分，然后水洗至中性，接着，加入醋酸溶液和胃蛋白酶，于4-8℃搅拌提取48-72h，离心后，上清液即为酶促溶性胶原蛋白，接着往所述上清液中加入NaCl至1.5-2.4M，离心，收集沉淀，将所述沉淀溶于0.1-0.5mol/L醋酸溶液中，用Na2HPO4溶液透析24h后，再用0.05-0.1mol/L醋酸溶液透析1-2d，再用水透析1-2d，得到酶溶性胶原蛋白溶液，将所述酶溶性胶原蛋白溶液冷冻干燥，得到所述鱼源胶原蛋白冻干海绵。在其中一个实施例中，所述鱼皮为罗非鱼鱼皮。在其中一个实施例中，将鱼皮脱脂的操作为将所述鱼皮置于体积分数为10％-15％的正丁醇溶液中浸泡24h-36h进行脱脂，且体积分数为10％-15％的正丁醇溶液每隔8-12h更换一次。在其中一个实施例中，NaOH水溶液的浓度为0.05-0.1mol/L，在NaOH水溶液中浸泡的时间为24-36h，且NaOH水溶液每隔8-12h更换一次。在其中一个实施例中，所述质量百分数为5％-10％的聚乙烯醇水溶液采用如下方法制备：按照质量体积比为5-10g:100mL的比例，将聚乙烯醇加入水中，加热使其充分溶解，得到所述质量百分数为5％-10％的聚乙烯醇水溶液。在其中一个实施例中，将聚乙烯醇加入水中，加热使其充分溶解的操作为：将加入了聚乙烯醇的水溶液置于60-80℃溶胀2h，接着在90-100℃使其充分溶解。在其中一个实施例中，所述鱼源胶原蛋白初溶液与质量百分数为5-10％的聚乙烯醇水溶液的体积比为90-60：10-40。在其中一个实施例中，所述调节所述混合溶液的pH至6.8-7.8的操作中，采用盐酸和氢氧化钠调节所述混合溶液的pH。上述双网络水凝胶的制备方法，鱼源胶原蛋白通过在30℃条件下静置自组装成单网络水凝胶，再通过冷冻使PVA分子链之间彼此接触并以范德华力和氢键紧密结合形成物理交联点，解冻后，分子链之间位置重新变换，再次冷冻时又形成新的物理交联点，如此冷冻-解冻重复几次，从而使PVA形成二重网络，因此，上述双网络水凝胶的制备方法，通过鱼源胶原蛋白与PVA双物理交联，不需要添加交联剂，即可制备得到性能优异的双网络水凝胶，不具有毒性。附图说明图1为一实施方式的双网络水凝胶的制备方法的流程图。图2为鱼源胶原蛋白初溶液和PVA水溶液的不同体积比制备得到的双网络水凝胶的降解性能图。图3为鱼源胶原蛋白初溶液和PVA水溶液的不同体积比制备得到的双网络水凝胶的力学性能图。图4为鱼源胶原蛋白单网络水凝胶的电镜图和采用双网络水凝胶的制备方法制备得到的双网络水凝胶的电镜图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一实施方式的双网络水凝胶的制备方法，包括以下步骤：S10、将鱼源胶原蛋白冻干海绵用0.5％-1％醋酸溶液溶解，得到鱼源胶原蛋白原溶液。鱼源胶原蛋白冻干海绵采用如下方法制备：将鱼皮脱脂后冲洗干净，在NaOH水溶液中浸泡除去非胶原成分，然后水洗至中性，接着，加入醋酸溶液和胃蛋白酶，于4℃-8℃搅拌提取48-72h，离心后，上清液即为酶促溶性胶原蛋白，接着往上清液中加入NaCl至1.5-2.4M，离心，收集沉淀，将沉淀溶于0.1-0.5mol/L醋酸溶液中，用Na2HPO4溶液透析24h后再用0.05-0.1mol/L醋酸溶液透析1-2d，再用水透析1-2d，得到酶溶性胶原蛋白溶液，将酶溶性胶原蛋白溶液冷冻干燥，得到鱼源胶原蛋白冻干海绵。其中，鱼皮可以为罗非鱼鱼皮。在一个实施例中，将鱼皮脱脂的操作为将鱼皮置于体积分数为10％-15％的正丁醇溶液中浸泡24h-36h进行脱脂，且体积分数为10％-15％的正丁醇溶液每隔8-12h更换一次。在一个实施例中，NaOH水溶液的浓度为0.05-0.1mol/L，在NaOH水溶液中浸泡的时间为24-36h，且NaOH水溶液每隔8-12h更换一次。在一个实施例中，加入醋酸溶液和胃蛋白酶，于4-8℃搅拌提取48-72h的操作中，醋酸溶液的浓度可以为0.1-0.5mol/L，胃蛋白酶的质量分数可以为2‰-4‰(w/v)。在一个实施例中，离心的速度可以为8000-15000r/min，离心的时间可以为5-10min。在一个实施例中，往上清液中加入NaCl的操作中，加入NaCl直至NaCl的终浓度为1.5-2.4mol/L。在一个实施例中，Na2HPO4溶液的浓度可以为0.01-0.02-mol/L，pH可以为8.4-8.6。在一个实施例中，冷冻干燥的温度可以为-60℃——-80℃。S10中，制备得到的鱼源胶原蛋白原溶液的浓度可以为6-10mg/mL。S20、将鱼源胶原蛋白原溶液与0.01-0.02mol/L的磷酸缓冲盐溶液等体积混合，得到鱼源胶原蛋白初溶液。S30、将鱼源胶原蛋白初溶液与质量百分数为5％-10％的PVA水溶液混合，得到混合溶液。在一个实施例中，质量百分数为5％-10％的PVA水溶液采用如下方法制备：按照质量体积比为5-10g:100mL的比例，将PVA加入水中，加热使其充分溶解，得到质量百分数为5％-10％的PVA水溶液。进一步的，将PVA加入水中，加热使其充分溶解的操作为：将加入了PVA的水溶液置于60-80℃溶胀2h，接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将鱼源胶原蛋白冻干海绵用0.5％‑1％醋酸溶液溶解，得到鱼源胶原蛋白原溶液；将所述鱼源胶原蛋白原溶液与0.01‑0.02mol/L的磷酸缓冲盐溶液等体积混合，得到鱼源胶原蛋白初溶液；将所述鱼源胶原蛋白初溶液与质量百分数为5％‑10％的聚乙烯醇水溶液混合，得到混合溶液；调节所述混合溶液的pH至6.8‑7.8；在25‑30℃条件下静置8‑24h，使鱼源胶原蛋白自组装成单网络水凝胶，接着，将所述单网络水凝胶置于‑20℃条件下冷冻8‑12h，然后置于25‑30℃条件下融化，重复冷冻‑解冻过程至少3次，得到所述双网络水凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将鱼源胶原蛋白冻干海绵用0.5％-1％醋酸溶液溶解，得到鱼源胶原蛋白原溶液；将所述鱼源胶原蛋白原溶液与0.01-0.02mol/L的磷酸缓冲盐溶液等体积混合，得到鱼源胶原蛋白初溶液；将所述鱼源胶原蛋白初溶液与质量百分数为5％-10％的聚乙烯醇水溶液混合，得到混合溶液；调节所述混合溶液的pH至6.8-7.8；在25-30℃条件下静置8-24h，使鱼源胶原蛋白自组装成单网络水凝胶，接着，将所述单网络水凝胶置于-20℃条件下冷冻8-12h，然后置于25-30℃条件下融化，重复冷冻-解冻过程至少3次，得到所述双网络水凝胶。2.如权利要求1所述的双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述鱼源胶原蛋白冻干海绵采用如下方法制备：将鱼皮脱脂后冲洗干净，在NaOH水溶液中浸泡除去非胶原成分，然后水洗至中性，接着，加入醋酸溶液和胃蛋白酶，于4-8℃搅拌提取48-72h，离心后，上清液即为酶促溶性胶原蛋白，接着往所述上清液中加入NaCl至1.5-2.4M，离心，收集沉淀，将所述沉淀溶于0.1-0.5mol/L醋酸溶液中，用Na2HPO4溶液透析24h后，再用0.05-0.1mol/L醋酸溶液透析1-2d，再用水透析1-2d，得到酶溶性胶原蛋白溶液，将所述酶溶性胶原蛋白溶液冷冻干燥，得到所述鱼源胶原蛋白冻干海绵。3.如权利要求2所述的双网络水凝胶的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦松，李杰，李文军，王明超，史文军，
申请(专利权)人：中国科学院烟台海岸带研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37