【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁性材料，涉及一种透明质酸/明胶基磁性水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
1、干细胞因其旁分泌作用以及定向分化的能力，被广泛用于治疗各种疾病。干细胞疗法具有安全可靠、免疫原性低等优势，但目前面临细胞归巢率低、细胞生物学行为难以调控等局限性，限制了其进一步发展和应用。随着科技的不断发展，智能响应性生物材料在生物医学领域的应用日益广泛。这些材料能够响应外源性刺激(如温度、光、电等)远程调控细胞行为，但通常面临着设备昂贵、技术复杂等问题。磁性水凝胶由于具有仿细胞外基质的结构和组分，且响应外部刺激方式便携、无创，具有重要的应用潜能。因此，开发一种用于调控细胞行为的磁性水凝胶，具有重要的研究与应用价值。
2、明胶作为胶原蛋白的水解产物，其结构中所包含的rgd序列有利于细胞的黏附与增殖。此外，透明质酸是构成人体细胞间质、眼玻璃体、关节滑液等结缔组织的主要成分，具有良好的细胞相容性。四氧化三铁纳米颗粒作为常用的生物医用材料之一，具有生物相容性好、无毒副作用、对磁场响应速度快等优势。因此本专利技术提供了一种具有促细胞黏附与增殖的透明质酸/明胶基磁性水凝胶。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够远程调控细胞行为的透明质酸/明胶基磁性水凝胶。
2、专利技术思路：本专利技术中，由降冰片烯修饰的透明质酸(ha-nor)，巯基修饰的明胶(gel-sh)和季戊四醇-3-巯基丙酸-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁(io@ptmp-p
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
4、本专利技术公开了一种透明质酸/明胶基磁性水凝胶的制备方法，将降冰片烯修饰的透明质酸、巯基修饰的明胶、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁、光引发剂溶于磷酸盐缓冲液中，得到混合液，混合液在紫外光照射下发生光交联反应，即得透明质酸/明胶基磁性水凝胶，记为mh。
5、在一些实施例中，所述磷酸盐缓冲液，ph＝7.2-7.6，0.01m；所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮或苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐。
6、在一些实施例中，优选地，所述磷酸盐缓冲液，ph＝7.2-7.6，0.01m；所述光引发剂选自苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐。
7、在一些实施例中，所述混合液中，降冰片烯修饰的透明质酸的终浓度为0.5％-2.0％g/ml，巯基修饰的明胶的终浓度为5％-10％g/ml，季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁的终浓度为0.025％-0.1％g/ml，光引发剂的终浓度为0.025％-0.1％g/ml。
8、在一些实施例中，优选地，所述混合液中，降冰片烯修饰的透明质酸的终浓度为1.5％g/ml，巯基修饰的明胶的终浓度为7.5％g/ml，季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁的终浓度为0.05％g/ml，即0.5mg/ml，光引发剂的终浓度为0.05％g/ml，即0.5mg/ml。
9、在一些实施例中，所述紫外光，波长为450nm，功率为5mw/cm2；所述光交联反应，反应温度为室温，反应时间为20-40s。
10、在一些实施例中，优选地，所述紫外光，波长为450nm，功率为5mw/cm2；所述光交联反应，反应温度为室温，反应时间为30s。
11、在一些实施例中，优选地，所述降冰片烯修饰的透明质酸由如下方法制备得到：
12、将透明质酸与氢型树脂、水混合后进行第一反应，反应结束后经后处理，得到ha-tba；ha-tba与卡特缩合剂、第一溶剂混合后进行第二反应，反应结束后向反应液中加入5-降冰片烯-2-甲胺继续进行第三反应，反应结束后经后处理，即得降冰片烯修饰的透明质酸，记为ha-nor。
13、在一些实施例中，所述透明质酸的数均分子量为20kda～40kda；所述氢型树脂为氢型阳离子交换树脂，分析纯，50-100目，含水量为50％-60％；所述透明质酸与氢型树脂的质量比为1：2～4；所述第一反应在避光条件下进行，反应温度为室温，反应时间为4-12h；所述ha-tba与卡特缩合剂的质量摩尔比为0.5g：1.50-2.00mmol；所述第一溶剂为二甲基亚砜或二甲基甲酰胺；所述第二反应在惰性气体保护下进行，反应温度为室温，反应时间为5-15min；所述卡特缩合剂与5-降冰片烯-2-甲胺的摩尔比为1～3：2～4；所述第三反应在惰性气体保护下进行，反应温度为室温，反应时间为12-36h。
14、在一些实施例中，优选地，所述透明质酸的数均分子量为20kda～40kda；所述氢型树脂为氢型阳离子交换树脂，分析纯，50-100目，含水量为50％-56％；所述透明质酸与氢型树脂的质量比为1：3；所述第一反应在避光条件下进行，反应温度为室温，反应时间为8h。
15、在一些实施例中，进一步优选地，所述氢型树脂为氢型阳离子交换树脂，分析纯，50-100目，含水量为50％-56％，dowex 50wx8。
16、其中，所述第一反应中所用水的用量没有特殊限定，将反应体系中的原料分散和/或溶解且反应体系的粘度适中即可。
17、其中，所述第一反应结束后，将反应液用四丁基氢氧化铵溶液(tba)调节反应体系ph≈7，产物放入冷冻干燥机中冻干，最终得到白色海绵状产物，记为ha-tba，mn＝30-60kda。
18、在一些实施例中，优选地，所述ha-tba与卡特缩合剂的质量摩尔比为0.5g：1.87mmol；所述第一溶剂为二甲基亚砜；所述第二反应在惰性气体保护下进行，反应温度为室温，反应时间为10min。
19、其中，所述第二反应中所用的第一溶剂的用量没有特殊限定，将反应体系中的原料分散和/或溶解且反应体系的粘度适中即可。
20、其中，所述惰性气体为氮气。
21、在一些实施例中，优选地，所述卡特缩合剂与5-降冰片烯-2-甲胺的摩尔比为1：2；所述第三反应在惰性气体保护下进行，反应温度为室温，反应时间为24h。
22、其中，所述惰性气体为氮气。
23、其中，所述第三反应结束后，将反应液置于截留分子量为500-1000da透析袋中利用去离子水进行透析，每8h更换一次溶剂，三天后将透析完成的产物放入冷冻干燥机中冻干，最终得到淡黄色海绵状产物，即降冰片烯修饰的透明质酸，记为ha-nor，mn＝30-60kda。
24、在一些实施例中，优选地，所述巯基修饰的明胶由如下方法制备得到：
25、将明胶与dl-n-乙酰高半胱氨酸硫本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种透明质酸/明胶基磁性水凝胶的制备方法，其特征在于，将降冰片烯修饰的透明质酸、巯基修饰的明胶、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁、光引发剂溶于磷酸盐缓冲液中，得到混合液，混合液在紫外光照射下发生光交联反应，即得透明质酸/明胶基磁性水凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液，pH＝7.2-7.6，0.01M；所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮或苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中，降冰片烯修饰的透明质酸的终浓度为0.5％-2.0％g/mL，巯基修饰的明胶的终浓度为5％-10％g/mL，季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁的终浓度为0.025％-0.1％g/mL，光引发剂的终浓度为0.025％-0.1％g/mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光，波长为450nm，功率为5mW/cm2；所述光交联反应，反应温度为
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述降冰片烯修饰的透明质酸由如下方法制备得到：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述透明质酸的数均分子量为20KDa～40KDa；所述氢型树脂为氢型阳离子交换树脂，分析纯，50-100目，含水量为50％-60％；所述透明质酸与氢型树脂的质量比为1：2～4；所述第一反应在避光条件下进行，反应温度为室温，反应时间为4-12h；所述HA-TBA与卡特缩合剂的质量摩尔比为0.5g：1.50-2.00mmol；所述第一溶剂为二甲基亚砜或二甲基甲酰胺；所述第二反应在惰性气体保护下进行，反应温度为室温，反应时间为5-15min；所述卡特缩合剂与5-降冰片烯-2-甲胺的摩尔比为1～3：2～4；所述第三反应在惰性气体保护下进行，反应温度为室温，反应时间为12-36h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述巯基修饰的明胶由如下方法制备得到：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸盐缓冲液，pH＝9.6，0.05M；所述明胶中的氨基与所述DL-N-乙酰高半胱氨酸硫内酯的摩尔比为1：5～20；所述明胶中的氨基与所述乙二胺四乙酸的摩尔比为15-20：1；所述明胶与所述碳酸盐缓冲液的质量体积比为0.05g：0.5-1.5mL；所述第四反应在惰性气体保护下进行，反应温度为35-45℃，反应过夜。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁由如下方法制备得到：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸中的羧基与所述季戊四醇四-3-巯基丙酸酯中的巯基、所述偶氮二异丁腈中的氰基的摩尔比为40-60：3-5：1；所述第二溶剂为无水乙醇；所述第五反应在惰性气体保护下进行，反应温度为70～90℃，反应时间为4-6h；所述PTMP-PMAA与六水合氯化铁的质量摩尔比为0.150-0.200g：0.5mmol；所述六水合氯化铁与四水合氯化亚铁的摩尔比为1-3：1；所述氨水的质量浓度为25％～28％；所述第六反应在惰性气体保护下进行，反应温度为70～90℃，反应时间为1-3h。
11.权利要求1～10中任意一项所述的制备方法制备得到的透明质酸/明胶基磁性水凝胶。
12.权利要求11所述的透明质酸/明胶基磁性水凝胶在制备磁性生物材料中的应用。
13.权利要求11所述的透明质酸/明胶基磁性水凝胶在制备促进细胞黏附和/或促进细胞增殖磁性生物材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种透明质酸/明胶基磁性水凝胶的制备方法，其特征在于，将降冰片烯修饰的透明质酸、巯基修饰的明胶、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁、光引发剂溶于磷酸盐缓冲液中，得到混合液，混合液在紫外光照射下发生光交联反应，即得透明质酸/明胶基磁性水凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液，ph＝7.2-7.6，0.01m；所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮或苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中，降冰片烯修饰的透明质酸的终浓度为0.5％-2.0％g/ml，巯基修饰的明胶的终浓度为5％-10％g/ml，季戊四醇四-3-巯基丙酸酯-聚甲基丙烯酸修饰的四氧化三铁的终浓度为0.025％-0.1％g/ml，光引发剂的终浓度为0.025％-0.1％g/ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光，波长为450nm，功率为5mw/cm2；所述光交联反应，反应温度为室温，反应时间为20-40s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述降冰片烯修饰的透明质酸由如下方法制备得到：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述透明质酸的数均分子量为20kda～40kda；所述氢型树脂为氢型阳离子交换树脂，分析纯，50-100目，含水量为50％-60％；所述透明质酸与氢型树脂的质量比为1：2～4；所述第一反应在避光条件下进行，反应温度为室温，反应时间为4-12h；所述ha-tba与卡特缩合剂的质量摩尔比为0.5g：1.50-2.00mmol；所述第一溶剂为二甲基亚砜或二甲基甲酰胺；所述第二反应在惰性气体保护下进行，反应温度为室温，反应时间为5-15...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛宏理，郝莉莉，顾忠伟，丁皓扬，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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