一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，该方法包括：一、将具有氨基的材料A、微球水凝胶C与PBS溶液混合得到第一混合液；二、将具有醛基的材料B与PBS溶液混合得到第二混合液；三、将第一混合液与第二混合液混合得到水凝胶前驱体溶液；四、静置凝胶化得到抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂。本发明专利技术利用材料中氨基与醛基发生席夫碱反应而原位交联形成水凝胶，水凝胶与生物组织形成强韧的粘接界面，实现了可注射功能并兼具优异的粘接性能和良好的生物相容性，通过引入的微球水凝胶限制水凝胶吸水溶胀，实现了显著的抗溶胀效果，且制备过程简单，适用于生物材料领域。适用于生物材料领域。适用于生物材料领域。

【技术实现步骤摘要】
一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医药材料
，具体涉及一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水凝胶是一类含有大量水分的三维网络结构体系，具有与人体组织非常相似的理化性质，比如较高的含水量、良好的生物相容性等，因而在健康监测、伤口闭合、药物输送、组织修复等生物医学领域中的应用非常广泛。而这些新兴的应用领域往往都要求水凝胶具有能够粘接的特性。
[0003]近些年来，可注射水凝胶受到了研究学者们的广泛关注。可注射水凝胶是指注射前为流动的液体，注射到肌肉组织或皮下后，在注射部位形成固形物的水凝胶。其形成机制为在外界刺激的诱导下，高分子材料及其聚合物在生理条件下发生分子构象或状态的变化，使其从溶液状态转变为固体凝胶状态，外界刺激通常是光、热、PH等等。可注射水凝胶与传统的预成型凝胶相比，有着非常大的优势，即原位成型。水凝胶前驱体溶液通过针头等微创方式注射至体内，原位形成水凝胶，具有以下优点：(1)使得复杂的手术过程更加方便快捷；(2)减轻了患者的疼痛；(3)降低了治疗的风险和费用；(4)流动性好使其能更好地贴合缺损部位形状；(5)可作为药物、细胞和生物活性分子等的载体，促进组织再生。
[0004]可注射水凝胶通常被用于生物体内，这就要求它具备良好的可粘接性、生物相容性和可降解特性。然而，生物体内是大量液体组成的环境，那么水凝胶将会和水直接接触，作为一种亲水材料，水凝胶在水溶液中容易吸水溶胀，聚合物网络吸收大量水会导致机械性能下降，从而削弱其与组织的粘接能力，并导致剥离。此外，溶胀引起的水凝胶体积的大膨胀会压缩周围的组织，可能导致严重的并发症。例如，在颅骨和脊柱手术中会有潜在并发症脑脊液渗漏，术后的脑脊液渗漏可导致延迟愈合、伤口感染和脑膜炎，水凝胶密封剂(Duraseal)是FDA批准的一种合成密封剂，越来越多地被应用于术后的防水修复，然而在临床中报告了一名患者在颈椎手术中使用Duraseal后出现了脊髓压迫，其中Duraseal的膨胀被认为是导致脊髓压迫的原因。因此，控制水凝胶的溶胀非常重要，已有研究表明，研究人员用疏水部分对聚合物分子链进行了化学修饰，并将这些接枝的大分子链聚合成水凝胶以实现水凝胶抗溶胀的目的。然而，该方法合成过程复杂且粘接性能较差，所以，希望开发一种方便快捷且具有普适性的抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂，使其能够在生物医学领域能有着广泛的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法。该方法利用材料中氨基与醛基发生席夫碱反应而原位交联形成水凝胶，水凝胶与生物组织形成强韧的粘接界面，实现了可注射功能并兼具优异的粘接性能和良好的生物相容性，同时引入的微球水凝胶限制水凝胶吸水溶胀，实现了显著的
抗溶胀效果，且制备过程简单，解决了水凝胶易吸水溶胀、粘接性能差的难题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤一、将具有氨基的材料A、微球水凝胶C与PBS溶液混合，得到第一混合液；
[0008]步骤二、将具有醛基的材料B与PBS溶液混合，得到第二混合液；
[0009]步骤三、将步骤一中得到的第一混合液与步骤二中得到的第二混合液混合，得到水凝胶前驱体溶液；
[0010]步骤四、将步骤三得到的水凝胶前驱体溶液静置凝胶化，得到抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂。
[0011]本专利技术利用具有氨基的材料A中的氨基与具有醛基的材料B中的醛基发生席夫碱反应形成亚胺键，实现可注射性能，具体地，两者混合得到的水凝胶前驱体溶液为流动性较好的液体，当其注射到生物组织中后，具有氨基的材料A与具有醛基的材料B快速发生席夫碱反应进行原位交联，诱导水凝胶前驱体溶液逐渐进行“溶胶
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凝胶”转变，而逐渐变粘稠直至凝胶化，通过共价键作用在生物组织注射部位原位交联形成聚合物网络水凝胶；同时，该水凝胶前驱体溶液中的功能性基团与生物组织中带有的基团反应，包括材料B中的醛基与生物组织上的氨基发生席夫碱反应形成亚胺键共价作用，材料A中的氨基与生物组织中的氨基形成氢键作用，这两种作用互相协同，使得该双网络水凝胶和生物组织之间形成了较好的粘接性能，从而水凝胶与生物组织形成强粘接界面，具有优异的粘接性能；此外，本专利技术通过引入微球水凝胶C，使得微球水凝胶C分布在可注射水凝胶粘接剂的聚合物网络中，限制了聚合物网络在水溶液中吸水溶胀，使得该可注射水凝胶粘接剂在水溶液的环境中仍然保持良好的力学性能和粘接性能，实现了可注射水凝胶粘接剂的良好抗溶胀特性。
[0012]上述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述具有氨基的材料A为壳聚糖、明胶或胶原蛋白。上述带有氨基的天然产物有利于提高可注射水凝胶粘接剂的生物相容性，尤其是选择明胶作为具有氨基的材料A，其通常从猪皮中提取出来，与人类组织相容性好，且可降低、成本低、易加工、来源广泛，提高了本专利技术方法的实用性。
[0013]上述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述微球水凝胶C由甲基丙烯酸羟乙酯、N，N
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二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2
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丙烯酰氨基
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甲基丙磺酸或聚苯乙烯磺酸钠制备而成。本专利技术选用的微球水凝胶C原料来源广泛，安全无毒，且可通过选择原料种类控制微球水凝胶C的力学性能，进而影响其抗溶胀性能。
[0014]上述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，所述微球水凝胶C由甲基丙烯酸羟乙酯制备而成，具体制备过程为：将甲基丙烯酸羟乙酯单体与去离子水混合得到第一混合液，然后将第一混合液与交联剂N,N'
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亚甲基双丙烯酰胺混合得到第二混合液，再将第二混合液与引发剂过硫酸铵混合得到前驱体溶液，前驱体溶液凝胶化后经冷冻干燥、磨粉、筛分后得到甲基丙烯酸羟乙酯微球水凝胶。本专利技术采用甲基丙烯酸羟乙酯制备的微球水凝胶C具有制备工艺简单、安全无毒的优点，且便于通过控制原料液的浓度控制微球水凝胶C的交联密度，结合磨粉的速度和时间参数，共同影响微球水凝胶C的抗溶胀性能。
[0015]上述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述具有醛基的材料B为葡聚糖、透明质酸、藻酸盐、纤维素或软骨素经改性得到的带有醛基的产物。采用上述天然材料改性后得到的带有醛基的产物与生物组织相容性好，安全无毒，可降解，有利于提高可注射水凝胶粘接剂的生物相容性；同时，上述经改性得到的带有醛基的产物中的醛基一方面可与材料A中的氨基反应交联固化形成水凝胶，另一方面可与生物组织表面的活性氨基反应，增加水凝胶体系的组织粘接性能。
[0016]上述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，所述具有醛基的材料B为葡聚糖经氧化改性后得到的氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将具有氨基的材料A、微球水凝胶C与PBS溶液混合，得到第一混合液；步骤二、将具有醛基的材料B与PBS溶液混合，得到第二混合液；步骤三、将步骤一中得到的第一混合液与步骤二中得到的第二混合液混合，得到水凝胶前驱体溶液；步骤四、将步骤三得到的水凝胶前驱体溶液静置凝胶化，得到抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂。2.根据权利要求1所述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述具有氨基的材料A为壳聚糖、明胶或胶原蛋白。3.根据权利要求1所述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述微球水凝胶C由甲基丙烯酸羟乙酯、N，N
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二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2
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丙烯酰氨基
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甲基丙磺酸或聚苯乙烯磺酸钠制备而成。4.根据权利要求3所述的一种抗溶胀的可注射水凝胶粘接剂的制备方法，其特征在于，所述微球水凝胶C由甲基丙烯酸羟乙酯制备而成，具体制备过程为：将甲基丙烯酸羟乙酯单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洁茹，高扬，卢同庆，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：