一种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水凝胶及其制备方法与应用。所述水凝胶的原料包括金属纳米簇、甲基丙烯酰化透明质酸类物质和甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白，所述金属纳米簇包括铜纳米簇、金纳米簇或银纳米簇中的至少一种。本发明专利技术公开的水凝胶抗菌性能好，且具有良好的生物相容性，在生物医药领域、组织工程及再生医学领域具有良好的应用前景。领域具有良好的应用前景。领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其是涉及一种水凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]水凝胶(Hydrogel)是以水为分散介质的凝胶，是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。因其湿而软的特性，且与细胞外基质类似，因而在生物医学领域受到广泛关注。根据水凝胶能否对外界刺激做出响应，分为传统水凝胶与智能水凝胶。智能水凝胶可以对外界的条件变化作出响应，是水凝胶研究中的一个亮点。现今，水凝胶种类众多，然而常规的水凝胶抗菌性能差，极大地限制了其在生物医药中的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种水凝胶，具有抗菌性能好的特点。
[0004]本专利技术还提供了一种上述水凝胶的制备方法。
[0005]本专利技术还提供了一种紫外响应性水凝胶。
[0006]本专利技术还提供了一种上述紫外响应性水凝胶的制备方法。
[0007]本专利技术还提供了一种生物医用制品。
[0008]本专利技术还提供了上述水凝胶或上述紫外响应性水凝胶或生物医用制品的应用。
[0009]本专利技术的第一方面，提出了一种水凝胶，所述水凝胶的原料包括金属纳米簇、甲基丙烯酰化透明质酸类物质和甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白，所述金属纳米簇包括铜纳米簇、金纳米簇或银纳米簇中的至少一种。
[0010]根据本专利技术实施例的一种水凝胶，至少具有以下有益效果：所述金属纳米簇具有优秀的抗菌性能，使得所得的水凝胶具有很好的抵抗细菌性，进而可作为优秀的抗菌生物材料。同时，本专利技术中水凝胶所使用的材料甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白、甲基丙烯酰化透明质酸，均具有良好的生物相容性，因此，所得水凝胶的生物相容性好。此外，甲基丙烯酰化透明质酸类物质(属多糖类物质)的加入，使得甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白(属于蛋白质类物质)与其相互作用进行交联，形成复合网络，使得所述水凝胶具有高孔隙率和合适细胞生存的平均孔径大小。因此，本专利技术中的所述水凝胶在生物医药领域、组织工程及再生医学领域具有极好的应用前景。
[0011]其中，甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白，简称：RHCMA；铜纳米簇，简称：CuNCs；金纳米簇，简称：AuNCs；银纳米簇，又称银纳米团簇(silver nano clusters)，简称：AgNCs。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述水凝胶对金黄色葡萄球菌具有杀灭作用。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述金属纳米簇粒径为0.1
‑
10nm。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述甲基丙烯酰化透明质酸类物质包括甲基丙烯酰化透明质酸。
[0015]甲基丙烯酰化透明质酸，简称HAMA。
[0016]在本专利技术的一些优选的实施方式中，甲基丙烯酰化透明质酸的制备原料包括透明质酸和甲基丙烯酸酐。
[0017]甲基丙烯酸酐，简称：MA。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述水凝胶的原料还包括水，所述水凝胶的原料中，以所述水为基准，所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白的添加量为(3
‑
30)％g/mL。
[0019]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述水凝胶的原料中，以所述水为基准，所述甲基丙烯酰化透明质酸类物质的添加量为(1
‑
20)％g/mL。
[0020]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述水凝胶的原料中，以所述水为基准，所述金属纳米簇的添加量为1
‑
1000μg/mL。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述水凝胶的原料中，所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白、所述甲基丙烯酰化透明质酸类物质与所述金属纳米簇的添加量之比为(0.1
‑
3)g：(0.1
‑
3)g：(300
‑
6000)μg。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述水凝胶的原料还包括水，所述水凝胶的原料中，所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白、所述甲基丙烯酰化透明质酸类物质、所述金属纳米簇与所述水的添加量之比为(0.1
‑
3)g：(0.1
‑
3)g：(300
‑
6000)μg：(8
‑
30)mL。
[0023]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述水凝胶的原料中，所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白、所述甲基丙烯酰化透明质酸类物质、所述金属纳米簇与所述水的添加量之比为(0.5
‑
2.7)g：(0.1
‑
2)g：(510
‑
5000)μg：(10
‑
30)mL。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白的制备原料包括甲基丙烯酸酐和重组人源胶原蛋白。
[0025]重组人源胶原蛋白，简称：RHC。
[0026]本专利技术的第二方面，提出了一种水凝胶的制备方法，包括如下步骤：含甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白与水的混合物Ⅰ，与金属纳米簇、甲基丙烯酰化透明质酸类物质混合，得到所述水凝胶。
[0027]根据本专利技术实施例的一种水凝胶的制备方法，至少具有以下有益效果：本专利技术的制备方法简单，制备过程简易，温和，所得水凝胶兼具抗菌性和生物相容性，在生物医药领域、组织工程及再生医学领域具有良好的应用前景。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白与水混合，得到所述混合物Ⅰ。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白的冻干粉与水混合，得到所述混合物Ⅰ。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，所述水凝胶的制备方法包括制备甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白，具体包括如下操作：将重组人源胶原蛋白分散液与甲基丙烯酸酐混合，得到所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白。
[0031]在本专利技术的一些优选的实施方式中，向所述重组人源胶原蛋白分散液中加入甲基丙烯酸酐，得到所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白。
[0032]在本专利技术的一些优选的实施方式中，将重组人源胶原蛋白和PBS溶液混合，得到所述重组人源胶原蛋白分散液。
[0033]PBS溶液又称磷酸盐缓冲溶液，PBS溶液的pH值约为7.4。
[0034]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，以所述PBS溶液为基准，所述重组人源胶原蛋白的添加量为(1
‑
25)％g/mL。
[0035]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述甲基丙烯酸酐与所述PBS溶液的体积之比为(1
‑
20)：100。
[0036]在本专利技术的一些优选的实施方式中，将重组人源胶原蛋白分散液与甲基丙烯酸酐混合，中和，得到所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水凝胶，其特征在于，所述水凝胶的原料包括金属纳米簇、甲基丙烯酰化透明质酸类物质和甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白，所述金属纳米簇包括铜纳米簇、金纳米簇或银纳米簇中的至少一种。2.一种权利要求1所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：含甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白与水的混合物Ⅰ，与金属纳米簇、甲基丙烯酰化透明质酸类物质混合，得到所述水凝胶。3.一种紫外响应性水凝胶，其特征在于，所述紫外响应性水凝胶的原料包括金属纳米簇、甲基丙烯酰化透明质酸类物质、甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白和光引发剂，所述金属纳米簇包括铜纳米簇、金纳米簇或银纳米簇中的至少一种。4.根据权利要求3所述的紫外响应性水凝胶，其特征在于，所述紫外响应性水凝胶的紫外响应时间为0.1
‑
100s。5.根据权利要求3所述的紫外响应性水凝胶，其特征在于，所述甲基丙烯酰化透明质酸类物质包括甲基丙烯酰化透明质酸；优选地，所述紫外响应性水凝胶的原料还包括水，所述紫外响应性水凝胶的原料中，以所述水为基准，所述甲基丙烯酸酐修饰的重组人源胶原蛋白的添加量为(3
‑
30)％g/mL；优选地，所述紫外响应性水凝胶的原料中，以所述水为基准，所述甲基丙烯酰化透明质酸类物质的添加量为(1
‑
20)％g/mL；优选地，所述紫外响应性水凝胶的原料中，以所述水为基准，所述金属纳米簇的添加量为1

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，弥胜利，梁木娇，董丽娜，郭钟伟，
申请(专利权)人：清华伯克利深圳学院筹备办公室，
类型：发明
国别省市：