[发明专利]一种光固化水凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种光固化水凝胶的制备方法，其特征在于包括：

将胶原与甲基丙烯酸缩水甘油酯按照60～80：1的摩尔比混合，于15～30℃反应15～30h，获得双键修饰的胶原；

将透明质酸与甲基丙烯酸酐按照1：10～30的摩尔比混合，于0～10℃反应10～30h，获得双键修饰的透明质酸；

将所述双键修饰的胶原与双键修饰的透明质酸按照1：10～1：15的质量比于磷酸盐缓冲溶液中混合，并加入光引发剂形成光引发反应体系，之后在波长295～395nm、光强5～10mW/cm²的光照条件下反应1～5min，获得光固化水凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：将胶原溶于浓度为1～2w/v％的醋酸溶液，之后加入有机碱、表面活性剂和甲基丙烯酸缩水甘油酯，并混合均匀，获得第一混合体系，之后使所述第一混合体系于15～30℃反应15～30h，获得双键修饰的胶原；优选的，所述有机碱与甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1～1.5：1；优选的，所述有机碱包括三乙胺；优选的，所述表面活性剂包括吐温20；优选的，所述表面活性剂与第一混合体系的体积比为0.05～0.15：100。

3.根据权利要求2中所述的制备方法，其特征在于还包括：在所述第一混合体系的反应结束后，将所获反应混合物加入乙醇中，并收集沉淀，即为双键修饰的胶原；优选的，所述乙醇与第一混合体系的体积比为10～20：1。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述双键修饰的胶原的结构式如式(1)所示：

其中，Collagen为鼠尾胶原。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：向浓度为0.5～1.5w/v％的透明质酸水溶液中加入甲基丙烯酸酐并混合均匀，形成第二混合体系，之后使所述第二混合体系在0～10℃反应10～30h，获得双键修饰的透明质酸；优选的，所述制备方法还包括：以碱性物质调节所述第二混合体系的pH值至6.5～9，之后使所述第二混合体系反应，制得双键修饰的透明质酸；优选的，所述碱性物质包括浓度为2～6mol/L的NaOH溶液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于还包括：在所述第二混合体系的反应结束后，将所获反应混合物加入乙醇中，并将所获沉淀以截留分子量为3500～14000KDa的透析袋透析1～3天，之后冷冻干燥，即得到双键修饰的透明质酸。

7.根据权利要求1或5或6所述的制备方法，其特征在于，所述双键修饰的透明质酸的结构式如式(2)所示：

其中，n的取值为107～196。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述光引发剂包括2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基丙酮；优选的，所述光引发反应体系中光引发剂的浓度为0.1～1w/v％，尤其优选为0.3～0.6w/v％。

9.一种光固化水凝胶，包括聚合物基质，所述聚合物基质由结构如式(3)所示的聚合物形成：

其中，n的取值为107～196，Collagen为鼠尾胶原。

10.根据权利要求9所述的光固化水凝胶，其特征在于：所述光固化水凝胶具有多孔结构，其中所含孔洞的孔径为100～400nm；优选的，所述光固化水凝胶的机械强度为17～25Pa。

11.权利要求9-10中任一项所述的光固化水凝胶于细胞培养领域中的用途；优选的，所述的用途包括：以所述光固化水凝胶作为三维培养细胞载体进行细胞的培养。

12.权利要求9-10中任一项所述的光固化水凝胶于组织工程领域中的用途；优选的，所述的用途包括：以所述光固化水凝胶作为三维培养细胞载体进行干细胞的培养，并促使所述干细胞进行增殖和分化。

13.根据权利要求12所述的用途，其特征在于：干细胞于所述光固化水凝胶上的负载量为100～1000万个/mL。