The invention relates to a high strength multifunctional gel and a preparation method thereof. The preparation method is as follows: (1) the preparation of ionic liquid (ILs): the natural compound amino acid and choline are selected, and a new green ionic liquid is prepared by neutralization reaction. (2) ionic liquid (ILs) modified by acrylic acid (AAc) in N hydroxysuccinimide (NHS) and 1 3 (3 ethyl two dimethylamine propyl) two carbon imine (EDC) under the effect of introducing a double bond into ionic liquid (ILs), to obtain ethylene based ionic liquid monomer has the function of polymerization. (3) high strength multifunctional gel preparation: with temperature response of N N-isopropylacrylamide (NIPAAm), acrylic acid (AAc), pH sensitive conductive ionic liquid as functional monomer in ionic / covalent crosslinking system, one pot preparation of high strength multifunctional gel. The method is simple and fast, the condition is moderate, the large equipment is not needed, the water phase reaction is green, and the utility model has higher practical application value in industry. The gel has good biocompatibility and biodegradability, as well as multifunctional response, and has broad application prospects in the fields of biomedicine, tissue engineering and other fields.
【技术实现步骤摘要】
一种高强度多功能凝胶及其制备方法
本专利技术涉及生物材料、组织工程和高分子材料领域,特别涉及一种高强度多功能凝胶及其制备方法。
技术介绍
生物医学材料要适应生物体复杂的环境,因此在生物相容性、力学强度等方面需要具有与天然材料相近的性能。水凝胶因具有与人体软组织相似的结构而成为其理想的替代材料,但长久以来力学强度不足一直制约着其应用。以关节软骨为例,它在人体关节中不仅要承受较高的压力,更要吸收来自外界的冲击能,但是一旦关节软骨受到损伤,以现今的医学技术还无法使之修复。因此缩小高分子水凝胶与生物软组织之间的性能差距,寻求与生物软组织性能匹配的高分子水凝胶材料,提高水凝胶的力学强度,实现水凝胶在软组织替代材料上的应用,是目前高分子水凝胶研究的热点之一。水凝胶力学强度的影响因素包括聚合物含量、高聚物分子链的柔性、交联浓度及交联方式、网络的均匀性等。一般聚合物含量较高能提高水凝胶力学强度,而聚合物含量低的水凝胶常表现出流体性质;当构成水凝胶网络的分子链为线性且呈中性时,凝胶网络具有较高的延展性和更好的能量耗散,但导致凝胶力学强度降低;水凝胶可以通过化学交联、物理交联方式形成网络,化学交联水凝胶力学强度往往大于物理交联水凝胶;无论是何种交联方式,提高交联度能在一定程度上提高水凝胶的力学强度;在水凝胶网络的交联过程中常出现结构不均一现象,当受到外界作用力时,这种不均一性可使得凝胶内部出现应力集中,导致凝胶结构被破坏。因此,通过分子设计,加强高分子水凝胶网络结构的规整度、提高交联结构自由度及发挥高分子链的柔韧性,是提高水凝胶力学性能的有效设计策略。近年来对高强度水凝胶的研 ...
【技术保护点】
一种高强度多功能凝胶及其制备方法,其特征在于所述凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性,以及多功能响应性,在生物医药、组织工程等方面存在广阔应用前景。
【技术特征摘要】
1.一种高强度多功能凝胶及其制备方法,其特征在于所述凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性,以及多功能响应性,在生物医药、组织工程等方面存在广阔应用前景。2.根据权利要求1所述高强度多功能凝胶的制备方法,包括以下步骤:(1)离子液体(ILs)的制备将甘氨酸(Gly)和胆碱(Ch)按摩尔比为1.05∶1分别溶于5mL离子水,在3℃下以恒压滴液漏斗将胆碱(Ch)溶液缓慢加入甘氨酸(Gly)溶液,磁力搅拌反应48h,反应结束后60℃下旋蒸除水,然后将过量乙醇倒入上述反应体系,以除去未反应的甘氨酸,在50℃下真空干燥反应产物,以除去残留的乙醇和水,得到纯净的胆碱-甘氨酸(Ch-Gly)离子液体;(2)离子液体(ILs)的改性将丙烯酸(AAc)溶于10ml蒸馏水,加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺(EDC),室温下磁力搅拌2h后,加入步骤(1)所得Ch-Gly离子液体继续反应24h,使各组分的摩尔比为AAc∶Ch-Gly∶EDC∶NHS=5∶5∶5∶1,反应结束后倒入过量乙醇静置,待沉淀析出完全,离心分离,得到乙烯基胆碱-甘氨酸离子液体单体(Ch-Gly-AAc);(3...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺晓凌,梁芳,叶富,王甫,邹良帅,魏东盛,
申请(专利权)人:天津工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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