一种pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶的制备方法，包括以下步骤：S1，称取PEG2000、4‑甲酰苯甲酸和二甲基氨基吡啶溶解于四氢呋喃中，在氮气氛围中加入N,N'‑二环己基碳二亚胺，搅拌后过滤得到白色固体；将所述白色固体溶解于四氢呋喃中并在二乙醚中沉淀，干燥得到DA‑PEG，溶于水中配制成DA‑PEG溶液；S2称取配制好的胶原溶液和壳聚糖溶液混合，二者的质量比为3:1～1:3，得到胶原/壳聚糖混合溶液；S3，冰浴条件下，将所述DA‑PEG溶液加入所述胶原/壳聚糖混合溶液中，配制成胶原/壳聚糖/DA‑PEG共混溶液，pH调至3.6～4.8，混合均匀；静置，得到所述pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶。

Preparation of pH responsive self adhesive collagen / collagen hydrogel with adhesion, antibacterial and pressure resistance

【技术实现步骤摘要】
一种pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶的制备方法
本专利技术属于医用材料制造
，尤其涉及一种胶原基水凝胶的制备方法。
技术介绍
胶原广泛存在于猪、牛、羊等哺乳动物的结缔组织，以及鱼皮、鱼鳞、鱼骨等水产动物组织中，是蛋白质资源化综合利用的重要对象。水凝胶作为一种通过共价键、范德华力或氢键等相互作用交联形成的高分子网络体系，在水中可迅速溶胀平衡并能保持其形状与三维空间网络结构。作为一种来源于动物体的天然高分子材料，胶原基水凝胶具有仿生性高、生物相容性好、易被人体吸收及能促进细胞的存活和生长等诸多优越性能，因而受到了广泛的关注，并在药物控释载体、软组织支架构建及活性细胞包载等生物医用材料和美容护肤材料方面得到了广阔的应用。目前，胶原水凝胶的制备方法主要有物理法与化学法。物理水凝胶是由于分子链缠结和离子、氢键、疏水相互作用而形成的网络结构，如通过胶原聚集自组装、循环冻融、与其它物质共混等方法获取胶原水凝胶。化学水凝胶主要通过在胶原分子内或分子间的活性基团之间生成交联键而形成交联网络结构，常见的化学交联剂有碳化二亚胺、戊二醛等。此外，有些时候化学法还可与物理法结合使用。总体而言，以现有技术制备的胶原水凝胶普遍存在一个问题：韧性不足、脆性大，受到外力作用时易破损，且缺乏自主修复能力。这是由于物理方法所得到的胶原水凝胶分子间作用力较弱，易受到外力的破坏；而通过共价键交联形成的水凝胶，其稳定的网络结构固然可改善凝胶的力学性能、稳定性等，但同时也束缚了分子链的流动性，使其表现出一定脆性，且受到破坏后难以自主修复。这种不可自愈性使得胶原水凝胶植入生物体后易受到外力挤压、体液侵蚀以及其他化学物质的侵入而受损，从而在水凝胶中形成微观裂纹，这些裂纹的传播会影响水凝胶结构的完整性和力学性能，进而缩短水凝胶植入体寿命、危及病人健康和安全，且受损的水凝胶难以用人工的方法修复，从而限制了胶原水凝胶材料在生物医学和美容护肤领域的进一步应用。因此，寻求一种具有自修复性能的新型胶原水凝胶具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶的制备方法，可以有效解决上述问题。本专利技术是这样实现的：一种pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶的制备方法，包括以下步骤：S1，称取1.0～5.0gPEG2000、0.3～1.5g4-甲酰苯甲酸和0.015～0.075g二甲基氨基吡啶溶解于30～150mL四氢呋喃中，在氮气氛围中加入0.5～2.5gN，N'-二环己基碳二亚胺，23～28℃下搅拌12～24h后过滤得到白色固体；将所述白色固体溶解于30～150mL四氢呋喃中，并在二乙醚中沉淀，干燥得到DA-PEG；将所述DA-PEG溶解于水中配制成浓度为20～80mg/mL的DA-PEG溶液；S21，将壳聚糖粉末溶解于醋酸溶液中，配制成10～30mg/mL的壳聚糖溶液，冷藏保存；S22，冰浴条件下，将冻干的胶原海绵溶解于醋酸溶液中，配制成10～30mg/mL的胶原溶液，冷藏保存；S23，冰浴条件下，称取所述胶原溶液和所述壳聚糖溶液混合，二者的质量比为3：1～1：3，搅拌，真空脱泡并超声处理得到均匀的胶原/壳聚糖混合溶液；S3，冰浴条件下，将所述DA-PEG溶液加入所述胶原/壳聚糖混合溶液中，使所述DA-PEG溶液与所述胶原/壳聚糖混合溶液的质量比为1～3：10，配制成胶原/壳聚糖/DA-PEG共混溶液；使用强碱将所述胶原/壳聚糖/DA-PEG共混溶液的pH调至3.6～4.8，混合均匀；静置，得到所述pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶。作为上述技术方案的进一步改进：在步骤S21和S22中，所述醋酸溶液的浓度为0.01～0.5mol/L。在步骤S23中，所述真空脱泡的时间为5～15min；所述超声处理的时间为1～3min。在步骤S3中，所述强碱为0.5mol/L的氢氧化钠溶液。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术将具有抗菌性能的天然大分子壳聚糖引入胶原溶液中，加入双端苯甲醛基聚乙二醇(DA-PEG)，在胶原分子、胶原与壳聚糖分子、壳聚糖分子之间生成动态可逆、且对pH敏感的亚胺键，形成大分子三维网络体系，从而获得具抗菌性的，结构性能可调控的胶原基自愈型水凝胶。2.通过凝胶体系的正电性与流动性协同作用，可获得良好的软组织粘附性。3.本专利技术的凝胶制备简单快速、条件温和且对环境友好无毒，具有快速的自主修复性能，具有良好的pH智能响应性，具备良好的抗菌性，可拓宽胶原水凝胶的应用范围和使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为实施例1制备的胶原基水凝胶的SEM电镜图片具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。实施例1称取1.0gPEG2000、0.3g4-甲酰苯甲酸和0.015g二甲基氨基吡啶溶解于30mL四氢呋喃中，在氮气氛围中加入0.5gN，N'-二环己基碳二亚胺，23℃下搅拌12h后过滤得到白色固体；将所述白色固体溶解于30mL四氢呋喃中，并在二乙醚中沉淀，干燥得到DA-PEG；将所述DA-PEG溶解于水中配制成浓度为20mg/mL的DA-PEG溶液；将壳聚糖粉末溶解于0.01mol/L醋酸溶液中，配制成10mg/mL的壳聚糖溶液，冷藏保存；冰浴条件下，将冻干的胶原海绵溶解于0.01mol/L醋酸溶液中，配制成10mg/mL的胶原溶液，冷藏保存；冰浴条件下，称取所述胶原溶液和所述壳聚糖溶液混合，二者的质量比为3：1，搅拌并真空脱泡5min，超声处理3min后得到均匀的胶原/壳聚糖混合溶液；冰浴条件下，将所述DA-PEG溶液加入所述胶原/壳聚糖混合溶液中，使所述DA-PEG溶液与所述胶原/壳聚糖混合溶液的质量比为1～3，配制成胶原/壳聚糖/DA-PEG共混溶液；使用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将所述胶原/壳聚糖/DA-PEG共混溶液的pH调至3.6，混合均匀；静置，得到所述pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶。对本实施例得到的胶原基水凝胶进行自修复效果实验、耐压测试、pH响应性实验，结果如下：(1)胶原基水凝胶自修复效果实验：将两片切开的水凝胶拼合在一起，在5-30min内可基本修复完成，表现为接触界面融合为一个整体，裂痕消失或变模糊，罗丹明染料弥漫渗透至另一半，用镊子夹起其中一半后另一半不脱落。(2)胶原基水凝胶耐压测试：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，称取1.0～5.0g PEG2000、0.3～1.5g 4‑甲酰苯甲酸和0.015～0.075g二甲基氨基吡啶溶解于30～150mL四氢呋喃中，在氮气氛围中加入0.5～2.5g N,N'‑二环己基碳二亚胺，23～28℃下搅拌12～24h后过滤得到白色固体；将所述白色固体溶解于30～150mL四氢呋喃中，并在二乙醚中沉淀，干燥得到DA‑PEG；将所述DA‑PEG溶解于水中配制成浓度为20～80mg/mL的DA‑PEG溶液；S21，将壳聚糖粉末溶解于醋酸溶液中，配制成10～30mg/mL的壳聚糖溶液，冷藏保存；S22，冰浴条件下，将冻干的胶原海绵溶解于醋酸溶液中，配制成10～30mg/mL的胶原溶液，冷藏保存；S23，冰浴条件下，称取所述胶原溶液和所述壳聚糖溶液混合，二者的质量比为3:1～1:3，搅拌，真空脱泡并超声处理得到均匀的胶原/壳聚糖混合溶液；S3，冰浴条件下，将所述DA‑PEG溶液加入所述胶原/壳聚糖混合溶液中，使所述DA‑PEG溶液与所述胶原/壳聚糖混合溶液的质量比为1～3:10，配制成胶原/壳聚糖/DA‑PEG共混溶液；使用强碱将所述胶原/壳聚糖/DA‑PEG共混溶液的pH调至3.6～4.8，混合均匀；静置，得到所述pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶。...

【技术特征摘要】
2019.01.21 CN 201910054447X1.一种pH响应的具粘附性、抗菌、耐压的快速自修复胶原基水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，称取1.0～5.0gPEG2000、0.3～1.5g4-甲酰苯甲酸和0.015～0.075g二甲基氨基吡啶溶解于30～150mL四氢呋喃中，在氮气氛围中加入0.5～2.5gN,N'-二环己基碳二亚胺，23～28℃下搅拌12～24h后过滤得到白色固体；将所述白色固体溶解于30～150mL四氢呋喃中，并在二乙醚中沉淀，干燥得到DA-PEG；将所述DA-PEG溶解于水中配制成浓度为20～80mg/mL的DA-PEG溶液；S21，将壳聚糖粉末溶解于醋酸溶液中，配制成10～30mg/mL的壳聚糖溶液，冷藏保存；S22，冰浴条件下，将冻干的胶原海绵溶解于醋酸溶液中，配制成10～30mg/mL的胶原溶液，冷藏保存；S23，冰...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，丁翠翠，阳奇利，邓凤，郭晨晨，杨振亚，吴慧，陈礼辉，黄六莲，倪永浩，
申请(专利权)人：福建农林大学，福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35