一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶水凝胶、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及掺杂型纳米水凝胶制备技术领域，尤其涉及一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶、其制备方法及应用。包括：将MNCMC粉末分散于海藻酸钠溶液中，机械搅拌制成无泡混合物，然后注入模具，滴入碳酸钙溶液中制备得到海藻酸钠水凝胶微球；将海藻酸钠水凝胶微球转移到壳聚糖溶液中，搅拌、捞出，洗涤，得到海藻酸钠壳聚糖水凝胶。本发明专利技术利用海藻酸钠与壳聚糖之间的静电相互作用制备壳聚糖包被海藻酸钠水凝胶，海藻酸钠与壳聚糖的反应过程可控，得到的海藻酸钠壳聚糖水凝胶具有机械强度高、韧性及抗疲劳性较好的特点。较好的特点。较好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶水凝胶、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及掺杂型纳米水凝胶制备
，尤其涉及一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]海藻酸钠是一种从植物中提取的天然高分子材料，相比于合成高分子来说，其生物相容性较好，另外在天然高分子材料中，海藻酸钠属于廉价易得的高分子材料。可以快速与二价(多价)阳离子或其它聚阳离子发生离子交联，其中最为典型的例子是海藻酸钠与钙离子交联形成海藻酸钠水凝胶。在此基础上，研究者设计了多种水凝胶材料。包括：利用海藻酸钠与钙离子的交联制备可注射水凝胶，海藻酸钠与钙离子交联作为双网络水凝胶中的第一网络制备自愈合水凝胶等。然而，海藻酸钠与钙离子交联所得水凝胶也有一些缺点限制其应用。比如，海藻酸钠与钙离子交联所得水凝胶的三维网络结构的交联密度相比于有分子链互穿的网络结构较低，因此，海藻酸钠与钙离子交联所得水凝胶的机械强度较低，从而无法满足组织工程支架材料所需要的机械强度。另外作为支架材料用于体内时，由于钙离子容易被置换出来，因此海藻酸钠水凝胶通常无法在体内稳定长期存在，海藻酸钠水凝胶无法在新生组织形成之前持续为细胞提供三维支撑作用。
[0003]利用带相反电荷的聚电解质制备聚离子复合物水凝胶，聚离子复合物水凝胶韧性及抗疲劳性较好。壳聚糖由于分子链间氢键的存在，不溶于水，但在酸溶液中壳聚糖分子链上的氨基转变为铵根离子，因此，壳聚糖可以溶于酸溶液中，属于聚阳离子。多聚阳离子壳聚糖药物载体对改善现有给药方式的效用、药物利用率和安全性方面展现了很好的前景。研究者利用海藻酸钠与壳聚糖之间的静电相互作用制备海藻酸钠
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壳聚糖支架材料。
[0004]然而，用于制备水凝胶时，由于带相反电荷的聚电解质溶液混合后快速发生静电相互作用，反应过程不可控，因此通常只能利用海藻酸钠与壳聚糖之间的静电相互作用制备微凝胶或者薄膜材料，也有研究利用层层堆积的方法制备海藻酸钠
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壳聚糖水凝胶薄膜，这种微凝胶或者薄膜材料由于发生相互作用的相反电荷有限，水凝胶三维网络交联密度较低，所得水凝胶的机械强度通常较差。如果能够控制海藻酸钠与壳聚糖的反应过程，增加参与反应的羧酸根与铵根离子的数量，用于制备海藻酸钠
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壳聚糖水凝胶，将有效解决海藻酸钠
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钙离子交联水凝胶机械强度不足的问题，且有望获得韧性及抗疲劳性较好的水凝胶。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶、其制备方法及应用，利用海藻酸钠与壳聚糖之间的静电相互作用制备壳聚糖包被海藻酸钠水凝胶，海藻酸钠与壳聚糖的反应过程可控，得到的海藻酸钠壳聚糖水凝胶具有机械强度高、韧性及抗疲劳性较好的特点。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术一方面提供了一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶的制备方法，包括海藻酸钠水凝胶微球制备步骤，以及海藻酸钠壳聚糖水凝胶制备步骤；
[0007]所述海藻酸钠水凝胶微球制备步骤包括：将MNCMC粉末分散于海藻酸钠溶液中，机械搅拌制成无泡混合物，然后注入模具，滴入碳酸钙溶液中制备得到所述海藻酸钠水凝胶微球；
[0008]所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶制备步骤包括：将所述海藻酸钠水凝胶微球转移到壳聚糖溶液中，搅拌、捞出，洗涤，得到所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶；所述壳聚糖溶液通过将壳聚糖溶解在pH＝5的乙酸水溶液中得到。
[0009]在其中一些实施例中，所述海藻酸钠水凝胶微球制备步骤进一步包括：在pH＝7的海藻酸盐水溶液中加入MNCMC，机械搅拌并进一步超声，制备无气泡混合物，得到无气泡混合物用注射器针头挤出，以恒定的滴速滴入碳酸钙中得到微球，微球在碳酸钙中搅拌后固化，过滤，洗涤，室温干燥，得到所述海藻酸钠水凝胶微球。
[0010]在其中一些实施例中，所述海藻酸盐水溶液的浓度为2％，所述碳酸钙的浓度为2％。
[0011]在其中一些实施例中，所述注射器针头的尺寸为0.3mm。
[0012]在其中一些实施例中，所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶制备步骤进一步包括：将壳聚糖溶解在pH＝5的乙酸水溶液中，制备浓度为2％的壳聚糖溶液；将所述海藻酸钠水凝胶微球加入所述壳聚糖溶液中，搅拌，过滤，洗涤，去除，室温下干燥，得到所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶。
[0013]在其中一些实施例中，所述所述海藻酸钠水凝胶微球制备步骤中，分散质浓度为2g/100mL。
[0014]在其中一些实施例中，所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶制备步骤中所述海藻酸钠水凝胶微球的浓度为0.25g/100mL。
[0015]在其中一些实施例中，还包括对所述海藻酸钠水凝胶微球和/或所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶冷冻干燥直至脱去水分。
[0016]本专利技术另一方面提供一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶，由上述任一技术方案所述的海藻酸钠壳聚糖水凝胶的制备方法制备得到。
[0017]本专利技术还提供一种上述的海藻酸钠壳聚糖水凝胶在支架材料方面的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0019]本专利技术提供一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶的制备方法，利用海藻酸钠与壳聚糖之间的静电相互作用制备壳聚糖包被海藻酸钠水凝胶，海藻酸钠与壳聚糖的反应过程可控，得到的海藻酸钠壳聚糖水凝胶具有机械强度高、韧性及抗疲劳性较好的特点。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为海藻酸钠、壳聚糖及海藻酸钠
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壳聚糖水凝胶的红外吸收光谱；
[0022]图2为不同浓度海藻酸钠
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壳聚糖聚离子复合物水凝胶表面形貌；
[0023]图3为不同种类水凝胶力学性能图，其中，(a)水凝胶应力应变曲线，(b)水凝胶强
度，(c)水凝胶压缩模量，(d)水凝胶韧性；
[0024]图4为不同浓度海藻酸钠
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壳聚糖聚离子复合物水凝胶理化性能，其中，(a)孔隙率，(b)溶胀过程，(c)溶胀比，(d)水吸收率；
[0025]图5为不同种类水凝胶的降解性能。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本专利技术的目的、方案及功效，但并非作为本专利技术所附权利要求保护范围的限制。
[0027]实施例1
[0028]1、载药海藻酸钠水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0029]步骤一：在pH＝7的2％(w/v)海藻酸盐水溶液(10mL)中加入MNCMC。将得到的混合物进行机械搅拌30min，并进一步超声，以制备无气泡混合物；
[0030]步骤二：步骤一得到分散良好的混合物用0.3mm注射器针头挤出，滴入2％(w/v)的碳酸钙中，该过程以恒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海藻酸钠壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，包括海藻酸钠水凝胶微球制备步骤，以及海藻酸钠壳聚糖水凝胶制备步骤；所述海藻酸钠水凝胶微球制备步骤包括：将MNCMC粉末分散于海藻酸钠溶液中，机械搅拌制成无泡混合物，然后注入模具，滴入碳酸钙溶液中制备得到所述海藻酸钠水凝胶微球；所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶制备步骤包括：将所述海藻酸钠水凝胶微球转移到壳聚糖溶液中，搅拌、捞出，洗涤，得到所述海藻酸钠壳聚糖水凝胶；所述壳聚糖溶液通过将壳聚糖溶解在pH＝5的乙酸水溶液中得到。2.根据权利要求1所述的海藻酸钠壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠水凝胶微球制备步骤进一步包括：在pH＝7的海藻酸盐水溶液中加入MNCMC，机械搅拌并进一步超声，制备无气泡混合物，得到无气泡混合物用注射器针头挤出，以恒定的滴速滴入碳酸钙中得到微球，微球在碳酸钙中搅拌后固化，过滤，洗涤，室温干燥，得到所述海藻酸钠水凝胶微球。3.根据权利要求2所述的海藻酸钠壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，所述海藻酸盐水溶液的浓度为2％，所述碳酸钙的浓度为2％。4.根据权利要求3所述的海藻酸钠壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家旸，杜园园，高欣雨，刘金城，杨梦迪，刘天义，
申请(专利权)人：齐鲁理工学院，
类型：发明
国别省市：