一种可植入的两性离子水凝胶及其制备方法和应用技术

技术编号：40446140 阅读：23 留言：0更新日期：2024-02-22 23:06

本发明专利技术属于骨修复材料技术领域，公开了一种可植入的两性离子水凝胶及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的可植入的两性离子水凝胶主要由以下原料制备而成：两性离子单体，第二单体，交联剂，光引发剂，PBS缓冲液。上述可植入的两性离子水凝胶是双网络结构，其中的微孔结构致密，具有较高的力学性能，有利于作为骨修复材料。而且，该可植入的两性离子水凝胶组成简单，无需添加额外的药物，其可以诱导成骨分化，从而促进骨修复；同时具有可降解性，在作用一定时间后可被完全降解。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及骨修复材料，尤其涉及一种可植入的两性离子水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

1、近些年来，可植入生物材料的开发极大地促进了组织修复领域的发展。尤其是随着骨质疏松、关节炎、先天性缺陷、创伤等造成的骨缺损病例的日益增加，寻找合适的骨修复和骨替代物逐渐成为可植入生物材料的研究重点之一。传统的骨替代物通常是一些模仿骨功能的高强度材料，如钛金属、生物陶瓷、聚合物等等。这些材料拥有类似骨的高力学强度，但缺乏了骨生成、骨传导和骨诱导作用，并且还可能产生免疫排斥反应。此外，这些材料在体内不可降解，未来还容易因二次手术造成进一步伤害。因此，开发具备促进骨修复功能和可降解性的可植入材料显得尤为重要。

2、水凝胶是一种由亲水聚合物在水中溶胀形成三维网络结构的材料，含水量达90％以上，能很好地模拟天然组织环境，可作为细胞生长和组织再生的良好基质。因此，水凝胶材料在骨组织再生领域有很好的应用前景，可作为骨组织工程的支架材料，促进骨缺损的内在愈合机制，也可以作为软骨组织工程的支架材料，增强软骨的力学性能和生物活性。目前，科学家们开发了多种水凝胶材料，如明胶、壳聚糖、透明质酸等，并通过不同的交联方式、药物载体、细胞封装等方法，提高了水凝胶的可注射性、自愈合性、抗菌性、抗氧化性和成骨诱导能力。

3、然而，目前开发的众多水凝胶骨修复材料成分较为复杂，多数还需要添加额外的药物来实现修复效果，这些药物存在产生抗药性的风险。因此，开发组成简单的骨修复材料是亟待解决的难题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种可植入的两性离子水凝胶及其制备方法和应用，解决现有技术研发的水凝胶骨修复材料成分复杂、需要额外添加药物、易产生抗药性的问题。

2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：

3、本专利技术提供了一种可植入的两性离子水凝胶，主要由以下原料制备而成：

4、两性离子单体，第二单体，交联剂，光引发剂，pbs缓冲液；

5、所述两性离子单体为磺基甜菜碱、羧基甜菜碱、氧化二甲胺、磷酰胆碱中的一种；

6、所述第二单体为甲基丙烯酰化明胶、丙烯酰胺、2-丙烯酸羟乙酯、n-丙烯酰甘氨酰胺中的一种。

7、优选的，在上述一种可植入的两性离子水凝胶中，按质量百分数计，两性离子单体和第二单体的总质量百分数为10～20％，交联剂和光引发剂的总质量百分数为0.05～0.2％，余量为pbs缓冲液。

8、优选的，在上述一种可植入的两性离子水凝胶中，所述两性离子单体的质量为两性离子单体和第二单体总质量的10～50％。

9、优选的，在上述一种可植入的两性离子水凝胶中，所述交联剂和光引发剂的质量比为1～2：1～3。

10、优选的，在上述一种可植入的两性离子水凝胶中，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二丙烯酸酯；

11、所述光引发剂为光引发剂1173、光引发剂2959、光引发剂lap中的一种。

12、优选的，在上述一种可植入的两性离子水凝胶中，所述pbs缓冲液的ph为7～7.5。

13、本专利技术还提供了一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

14、将两性离子单体、第二单体、交联剂、光引发剂、pbs缓冲液避光混合，得到水凝胶前驱体，将水凝胶前驱体倒入模具中，在紫外光下引发反应，得到可植入的两性离子水凝胶。

15、优选的，在上述一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法中，所述紫外光的波长为365～402nm。

16、优选的，在上述一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法中，所述引发反应的时间为50～70s。

17、本专利技术还提供了一种可植入的两性离子水凝胶或一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法制得的一种可植入的两性离子水凝胶在制备骨修复材料中的应用。

18、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：

19、本专利技术制备的两性离子水凝胶包括两性离子单体和第二单体，在引发剂和交联剂的作用下，两种单体各自形成网络并相互缠绕，最终形成双网络结构的凝胶，其中的微孔结构致密，具有较高的力学性能，有利于作为骨修复材料。而且，该两性离子水凝胶组成简单，无需添加额外的药物，其可以诱导成骨分化，从而促进骨修复；同时具有可降解性，在作用一定时间后可被完全降解。

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【技术保护点】

1.一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，主要由以下原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，按质量百分数计，两性离子单体和第二单体的总质量百分数为10～20％，交联剂和光引发剂的总质量百分数为0.05～0.2％，余量为PBS缓冲液。

3.根据权利要求2所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，所述两性离子单体的质量为两性离子单体和第二单体总质量的10～50％。

4.根据权利要求1或3所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，所述交联剂和光引发剂的质量比为1～2：1～3。

5.根据权利要求4所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二丙烯酸酯；

6.根据权利要求1或3所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，所述PBS缓冲液的pH为7～7.5。

7.权利要求1～6任一项所述的一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法

9.根据权利要求8所述的一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法，其特征在于，所述引发反应的时间为50～70s。

10.权利要求1～6任一项所述的一种可植入的两性离子水凝胶或权利要求7～9任一项所述的一种可植入的两性离子水凝胶的制备方法制得的一种可植入的两性离子水凝胶在制备骨修复材料中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，主要由以下原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，按质量百分数计，两性离子单体和第二单体的总质量百分数为10～20％，交联剂和光引发剂的总质量百分数为0.05～0.2％，余量为pbs缓冲液。

3.根据权利要求2所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，所述两性离子单体的质量为两性离子单体和第二单体总质量的10～50％。

4.根据权利要求1或3所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，所述交联剂和光引发剂的质量比为1～2：1～3。

5.根据权利要求4所述的一种可植入的两性离子水凝胶，其特征在于，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，蒲雄，李隆伟，岳慕心，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：

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