System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种仿生贻贝粘附凝胶材料及其制备方法与应用技术_技高网
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一种仿生贻贝粘附凝胶材料及其制备方法与应用技术

技术编号:40676824 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-18 19:15
本发明专利技术属于生物医药技术领域,具体涉及一种仿生贻贝粘附凝胶材料及其制备方法与应用。本发明专利技术公开制备的仿生贻贝粘附材料是一种具有抗拉伸、抗压缩、机械性能优异、粘附性能优异且绿色环保的材料,可以应用于粘附各种疏水和亲水的材料表面和人体组织等生物医药工程领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医药,具体涉及一种仿生贻贝的植物多巴胺制备及掺杂的粘附凝胶材料在生物医药、组织工程领域中的应用。


技术介绍

1、贻贝,藤壶和沙塔蠕虫是目前世界上最为知名的可以分泌“胶水”的海洋生物,与人造粘合剂相比,这些昆虫粘合剂可以在水中使用,甚至经过几百万年浸泡也不会分开或脱落。在20世纪80年代早期,waite开始对贻贝进行开创性研究。贻贝可以粘附在不同材质的表面,包括无机的或有机的、亲水的或疏水的、光滑的或粗糙的,甚至是对水接触角最大的聚四氟乙烯材料。贻贝优异的粘附性能使其成为仿生领域的研究热点之一,为新型的人造高粘附性材料的设计提供了新思路。贻贝在接触基底表面时,会伸出贻贝脚,产生足丝,分泌足丝蛋白(mfp)。研究发现,dopa基团在粘附中起重要作用,且足丝蛋白中赖氨酸的氨基与dopa中的邻苯二酚基团发挥了协同作用。mfp-5中赖氨酸先与基材表面离子混合物结合,除掉表面水分,mfp-3中dopa的酚羟基氢键、金属氧化物配位、金属螯合和阳离子-π相互作用等不同机制与表面粘合。同时,海水中的溶解氧会将酚羟基氧化成醌,使得足丝蛋白发生交联而固化牢固的粘附在基底表面。

2、研究发现通过基因工程得到的蛋白产物的粘附性能远远不及贻贝中的天然蛋白质。美国研究学者一直在尝试贻贝足腺细胞的体外细胞培养实验,但因无脊椎动物细胞培养困难而难以成功。因此开展仿生贻贝研究人造高粘附性材料成为目前的研究热点。这些材料的应用范围越来越广,包括通用粘附材料、柔性电子材料和生物医疗材料(例如涂层涂料、纳米材料和水凝胶型粘合剂)。水凝胶是一种具有三维网状结构的高分子材料,因为其材质柔软且含水保水,多被应用于生物医学、制药和工业领域。由仿生贻贝制备的水凝胶具有类似贻贝的粘附性能,主要应用于组织工程、伤口敷料,药物载体,生物电子接口和柔性电子皮肤传感器等。

3、天然产物中有很多化合物自带邻苯二酚结构,与合成的化合物相比,过程简化,减少有机试剂的使用,更绿色环保且经济。咖啡壳作为咖啡工业中含量最为丰富的副产物,是高价值化研究的优异目标。酚酸化合物是主要的功能功效活性成分,绿原酸作为咖啡壳中主要的酚酸化合物,有着与多巴胺相同的邻苯二酚基团,因此预测绿原酸可以表现出粘附性能。开展对绿原酸分子粘附性能的研究,设计一种“植物多巴胺”,并探究有绿原酸掺杂的水凝胶材料的粘附性能。若制备的粘附材料在机械性能良好的同时兼具优异的粘附性能,在生物医药、组织工程等领域将具有良好的应用前景。

4、综上所诉,如何解决目前人造粘合剂粘附性能差,在水中分开或脱落,机械性能差,毒性大等问题,是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术公开提供了一种仿生贻贝粘附凝胶材料,用于生物医药领域,以解决目前人造粘合剂和粘附材料存在的缺陷,比如粘附性能差,只能在特定材料表面粘附,在水中分开或脱落,机械性能差,稳定性差,毒性大等,限制了其在生物医药,组织工程等领域的普适性应用。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:

3、一种仿生贻贝粘附材料的制备方法,所述方法具体包括如下步骤:

4、1)将丙烯酰胺搅拌溶解于去离子水中,随后加入n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和四甲基乙二胺,继续搅拌直至溶解得到丙烯酰胺溶液,备用;

5、2)称取绿原酸溶解在去离子水中配制成绿原酸溶液,随后将所述绿原酸溶液加入至经步骤1)所得的丙烯酰胺溶液中搅拌,超声使溶液混合均匀且除去溶液内气泡,得到混合溶液,备用;

6、3)将步骤1)配制的丙烯酰胺溶液倒入模具中,随后放置在电热鼓风干燥箱中60℃加热,得到纯丙烯酰胺水凝胶;

7、4)将步骤2)加有绿原酸的混合溶液倒入模具中,随后将模具放置在375nm紫外光下照射,得到绿原酸水凝胶,即所述的仿生贻贝粘附材料。

8、可选地,所述丙烯酰胺、去离子水、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和四甲基乙二胺的比例为25g:150ml:0.02g:0.1g:25μl。

9、可选地,所述混合溶液中,绿原酸相对于丙烯酰胺的质量分数为0.01wt%-0.1wt%。

10、本专利技术的第二技术目的是提供上述方法制备的仿生贻贝粘附材料。

11、本专利技术的第三技术目的是提供上述方法制备的仿生贻贝粘附材料在生物医药、组织工程领域中的应用。

12、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:

13、与现有的粘附材料相比,本专利技术公开制备的仿生贻贝粘附材料是一种具有抗拉伸、抗压缩、机械性能优异、粘附性能优异且绿色环保的粘附材料,可以应用于粘附各种疏水和亲水的材料表面和人体组织等生物医药工程领域中。

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【技术保护点】

1.一种仿生贻贝粘附材料的制备方法,其特征在于,所述方法具体包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的仿生贻贝粘附材料的制备方法,其特征在于,所述丙烯酰胺、去离子水、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和四甲基乙二胺的比例为25g:150mL:0.02g:0.1g:25μL。

3.根据权利要求1所述的仿生贻贝粘附材料的制备方法,其特征在于,所述混合溶液中,绿原酸相对于丙烯酰胺的质量分数为0.01wt%-0.1wt%。

4.一种如权利要求1所述方法制备的仿生贻贝粘附材料。

5.一种如权利要求1所述方法制备的仿生贻贝粘附材料或如权利要求4所述仿生贻贝粘附材料在生物医药、组织工程领域中的应用。

【技术特征摘要】

1.一种仿生贻贝粘附材料的制备方法,其特征在于,所述方法具体包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的仿生贻贝粘附材料的制备方法,其特征在于,所述丙烯酰胺、去离子水、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵和四甲基乙二胺的比例为25g:150ml:0.02g:0.1g:25μl。

3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:张馨月陈志俊李淑君尹学琼
申请(专利权)人:海南大学
类型:发明
国别省市:

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