一种高强度-多孔结构聚乙烯醇-单宁酸水凝胶的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于关节软骨修复材料领域，提供一种高强度‑多孔结构聚乙烯醇‑单宁酸水凝胶的制备方法及应用，该水凝胶是一种潜在的关节软骨替代材料。该制备方法采用聚乙烯醇为基体材料，引入单宁酸和微气泡提升了水凝胶前驱溶液的冰晶形成能力，同时由于单宁酸与聚乙烯醇的分子间作用，极大地强化了水凝胶的力学性能。本发明专利技术实现了“一步”制备兼具多孔结构和高强度的水凝胶，制备过程简单，重复性高，所得水凝胶具有良好的生物相容性，满足软骨细胞黏附、增殖的多孔环境，以及与天然关节软骨相似的力学性能，可应用于关节软骨替代材料领域。

Preparation and Application of a High Strength-Porous Polyvinyl Alcohol-Tannic Acid Hydrogel

The invention belongs to the field of articular cartilage repair materials, and provides a preparation method and application of high strength porous polyvinyl alcohol tannic acid hydrogel, which is a potential substitute material for articular cartilage. The preparation method uses polyvinyl alcohol as the matrix material, and the introduction of tannic acid and microbubbles enhances the ice crystallization ability of the hydrogel precursor solution. At the same time, due to the intermolecular interaction between tannic acid and polyvinyl alcohol, the mechanical properties of the hydrogel are greatly strengthened. The present invention realizes one-step preparation of hydrogels with porous structure and high strength. The preparation process is simple and the repeatability is high. The obtained hydrogels have good biocompatibility, satisfy the porous environment of chondrocyte adhesion and proliferation, and have similar mechanical properties with natural articular cartilage, and can be applied in the field of articular cartilage substitute materials.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度-多孔结构聚乙烯醇-单宁酸水凝胶的制备方法及应用
本专利技术属于生物材料领域，特别是关节软骨修复领域，具体涉及一种具有高强度和多孔结构的聚乙烯醇-单宁酸水凝胶的制备方法及其在软骨修复领域的应用。
技术介绍
水凝胶是由高分子聚合物通过物理结合或化学交联得到的三维网络结构，由于其具有大量的亲水性基团，水凝胶对水具有很高的亲和力，可以吸收大量的水分，高含水量使得它们比其他合成生物材料更类似于天然活体组织。其中聚乙烯醇(PVA)水凝胶由于具有化学性质稳定、无毒、无副作用、生物相容性良好等特点，被认为是理想的关节软骨替代材料。尽管聚乙烯醇水凝胶一定程度上能够满足关节软骨替代材料的需要，但仍存在两个亟待解决的关键问题。一方面，聚乙烯醇水凝胶通常缺乏足够的生物活性，这主要归因于其缺乏足够的孔隙结构，孔隙尺寸通常在纳米到微米量级。研究认为，具有孔径分布在150-300μm的多孔水凝胶有利于软骨细胞的黏附、增殖和迁移，并利于软骨细胞分泌细胞外基质，与软骨组织长期结合，以获得良好的修复效果。为了获得较大孔径的多孔结构，通常采用成孔剂法、发泡法、相分离法、模板法等，其中冷凝胶法是一种低温冷冻下形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度‑多孔结构聚乙烯醇‑单宁酸水凝胶的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：第一步，将聚乙烯醇、单宁酸、碳酸钙、泊洛沙姆按比例加入去离子水中，90‑99℃恒温水浴加热，搅拌至聚乙烯醇完全融化且其余物质均匀混合，得到混合液A；所述的聚乙烯醇的质量分数为10～20wt.％，单宁酸的质量分数0.1～4wt.％，碳酸钙的质量分数为0.5～5wt.％，泊洛沙姆的质量分数为1wt.％；第二步，将混合液A置于室温下持续搅拌，温度降至20～50℃后备用；将酸类溶液逐滴加入上述混合液A，持续搅拌至碳酸钙与酸类充分反应产生微气泡，得到混合溶液B；所述的每100mL混合液A中，加入0.5～10mL...

【技术特征摘要】
1.一种高强度-多孔结构聚乙烯醇-单宁酸水凝胶的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：第一步，将聚乙烯醇、单宁酸、碳酸钙、泊洛沙姆按比例加入去离子水中，90-99℃恒温水浴加热，搅拌至聚乙烯醇完全融化且其余物质均匀混合，得到混合液A；所述的聚乙烯醇的质量分数为10～20wt.％，单宁酸的质量分数0.1～4wt.％，碳酸钙的质量分数为0.5～5wt.％，泊洛沙姆的质量分数为1wt.％；第二步，将混合液A置于室温下持续搅拌，温度降至20～50℃后备用；将酸类溶液逐滴加入上述混合液A，持续搅拌至碳酸钙与酸类充分反应产生微气泡，得到混合溶液B；所述的每100mL混合液A中，加入0.5～10mL酸类溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，李姮，王森，吴承伟，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21