一种基于海藻酸钠的导电性可自愈合水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于海藻酸钠的导电性自愈合水凝胶及其制备方法和应用，属于材料领域。本发明专利技术首先将天然高分子材料海藻酸钠用高碘酸钠氧化，然后将生成的氧化海藻酸钠(OSA)与电活性苯胺四聚体(AT)进行接枝，改善了单一材料自身的缺陷，并获得了既具有天然高分子的生物相容性和生物可降解性，又具有电活性苯胺四聚体的稳定性和电活性高性能材料聚合材料OSA

【技术实现步骤摘要】
一种基于海藻酸钠的导电性可自愈合水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于高分子材料合成与制备
，具体涉及一种基于海藻酸钠的导电性可自愈合水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]2D表面细胞培养是目前最常见的细胞培养方法，但是传统的2D培养无法模拟细胞在体内的真实行为。诱导离体培养细胞分化并保持其体内特性不仅对于细胞功能的揭示有着重要意义，而且在组织工程和再生医学中都具有广阔的前景。细胞外基质(ECM)是由蛋白质和生物聚合物(例如胶原蛋白、层粘连蛋白、蛋白聚糖和透明质酸)组成的异质软支架，可为组织中的细胞提供物理支持和生化信号。而水凝胶已广泛用作3D细胞培养的合成ECM，以阐明特定物理和生化线索对细胞行为的影响。水凝胶是具有高水含量的交联亲水性聚合物网络，水凝胶由于具有更高的生物相容性、保水能力以及与细胞外基质的相似的网络结构，已成为生物组织工程支架研发的重要方向。近年来，自愈合水凝胶以其模拟自然细胞环境的优异性能吸引研究人员的广泛关注，其通过动态化学方法(例如动态共价或非共价交联)实现自愈合功能和机制。与非共价键水凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化海藻酸钠(OSA)/聚乙二醇胺(starPEG
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NH2)的共聚物的可自愈合型OSA
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starPEG水凝胶；优选地，所述氧化海藻酸钠(OSA)通过对分子量为200kDa
‑
300kDa的海藻酸钠进行氧化获得，并具有下式所示的结构：优选地，所述聚乙二醇胺(starPEG
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NH2)的分子量为7kDa
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13kDa；优选地，所述聚乙二醇胺(starPEG
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NH2)是四臂聚乙二醇胺。2.如权利要求1所述的水凝胶，其中，所述OSA的醛基与所述starPEG
‑
NH2的部分氨基通过席夫碱平衡反应形成共价键，来获得所述OSA
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starPEG水凝胶；优选地，所述席夫碱平衡反应通过将所述OSA的水溶液与所述starPEG
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NH2的水溶液混合来进行；优选地，所述OSA水溶液的浓度为0.455wt％
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3.64wt％；优选地，所述starPEG
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NH2水溶液的浓度为2wt％
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3wt％。3.一种基于氧化海藻酸钠(OSA)/聚乙二醇胺(starPEG
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NH2)/端羧基苯胺四聚体(AT)的共聚物的导电性可自愈合型OSA
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starPEG
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AT水凝胶；优选地，所述氧化海藻酸钠(OSA)通过对分子量为200
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300kDa的海藻酸钠进行氧化获得，并具有下式所示的结构：优选地，所述聚乙二醇胺(starPEG
‑
NH2)的分子量为7kDa
‑
13kDa；优选地，所述聚乙二醇胺(starPEG
‑
NH2)是四臂聚乙二醇胺。4.如权利要求3所述的水凝胶，其中，所述端羧基苯胺四聚体(AT)具有下式所示的结构：优选地，所述聚乙二醇胺(starPEG
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NH2)的部分氨基与所述端羧基苯胺四聚体(AT)的羧基间发生缩合反应，形成starPEG
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AT；优选地，在所述starPEG
‑
AT中，每个四臂聚乙二醇胺单元上接枝的AT的摩尔百分比为4％
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12％；优选地，在所述starPEG
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AT中，每个四臂聚乙二醇胺单元上接枝的AT的摩尔百分比为4％
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6％；优选地，在所述starPEG
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AT中，每个四臂聚乙二醇胺单元上接枝的AT的摩尔百分比为8％
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12％；
优选地，所述OSA的醛基与所述starPEG
‑
AT的部分氨基通过席夫碱平衡反应形成共价键，来获得所述OSA
‑
starPEG
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AT水凝胶；优选地，所述OSA的醛基和所述starPEG
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AT的氨基的物质的量比为1:0.5
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1:1.5。5.权利要求1
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4中任一项所述的水凝胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将海藻酸钠氧化获得氧化海藻酸钠(OSA)；(2)将所述氧化海藻酸钠(OSA)与聚乙二醇胺(starPEG
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NH2)溶于水中进行反应，获得OSA
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starPEG水凝胶；(3)将端羧基苯胺四聚体(AT)与聚乙二醇胺(starPEG
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NH2)溶于水中进行反应，获得starPEG
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AT；以及(4)将所述氧化海藻酸钠(OSA)与starPEG
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AT溶于水中进行反应，获得OSA
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starPEG
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AT水凝胶。6.如权利要求5所述的方法，在步骤(1)中，所述氧化海藻酸钠(OSA)通过以下制备获得：称取所述海藻酸钠溶于蒸馏水中，加入高碘酸钠后于3℃
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5℃避光搅拌反应5h
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7h，然后加入乙二醇搅拌0.25h
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0.75h以终止反应，将反应得到的产物置于去离子水中透析后冷冻干燥，即得所述氧化海藻酸钠(OSA)；优选地，在步骤(1)中，所述海藻酸钠的分子量为200
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300kDa；优选地，在步骤(1)中，所述氧化海藻酸钠(OSA)通过对分子量为200
‑
300kDa的海藻酸钠进行氧化获得，并具有下式所示的结构：优选地，在步骤(1)中，所述高碘酸钠与海藻酸钠的质量比为0.3:1
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1:1。7.如权利要求5或6所述的方法，在步骤(2)中，所述OSA
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starPEG水凝胶通过以下制备获得：将所述OSA和starPEG
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NH2分别溶解于蒸馏水中配制成水溶液，再按二者之间醛基和氨基的不同比例混合，通过所述OSA的醛基与所述starPEG
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NH2的氨基间的席夫碱平衡反应，生成所述OSA
‑
starPEG水凝胶；优选地，在步骤(2)中，所述OSA水溶液的浓度为0.455wt％
‑
3.64wt％；优选地，在步骤(2)中，所述starPEG
‑
NH2水溶液的浓度为2wt％
‑
3wt％；优选地，在步骤(2)和步骤(3)中，所述聚乙二醇胺(starPEG
‑
NH2)的分子量为7kDa
‑
13kDa；优选地，在步骤(2)和步骤(3)中，所述聚乙二醇胺(starPEG
‑
NH2)是四臂聚乙二醇胺；优选地，在步骤(3)中，所述端羧基苯胺四聚体(AT)通过以下制备获得：首先将N
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苯基
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1,4
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对苯二胺和丁二酸酐溶于二氯甲烷中反应4h
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6h，过滤得到灰色沉淀，用CH2Cl2、乙醚洗涤至滤液无色，真空干燥，得到端羧基N
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苯基
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1,4
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对苯二胺；将端羧基N
‑
苯基
‑
1,4
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对苯二胺和N
‑
苯基
‑
1,4
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对苯二胺溶解在N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)和0.5mol/L
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1.5mol/L盐酸的混合溶液中，在冰浴中搅拌0.25h
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0.75h；然后将过硫酸铵溶解于0.5mol/L
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1.5mol/L盐酸作为氧化剂，在剧烈搅拌下将缓慢滴加到上...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡超，刘迪，李佳芮，于广利，刘婵娟，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：