[发明专利]一种纳米粒子增强型水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种纳米粒子增强型水凝胶及其制备方法和应用，所述纳米粒子增强型水凝胶由如下制备方法制得：S1：制备海藻酸钠修饰的PLGA纳米粒子；S2：配制海藻酸钠水溶液，并添加S1所得PLGA纳米粒子；然后向混合溶液中加入氧化石墨烯悬浮液，搅拌均匀得混合液备用；S3：配制葡萄糖酸内酯水溶液并添加于S2所得混合液中，轻轻搅拌并放置若干时间即得所述纳米粒子增强型水凝胶。本发明通过纳米粒子表面基团与钙离子的特异性结合以及纳米粒子间的静电作用力，使得水凝胶网络内部进一步形成新的网络，这很大程度地增强了水凝胶的力学性能。本发明提供的水凝胶所用材料均是生物相容性良好的，对机体无毒；并且其制备方法简单、成本低、不需大型设备，具有较大的推广使用价值。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体地，涉及一种纳米粒子增强型水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

海藻酸钠(SodiumAlginate，简称SA)是从天然褐藻中提取出的一种多糖，经美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于生物医学材料领域。海藻酸钠作为一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性的天然高分子材料，在水溶液中可水解出大量的-COO-离子，表现出聚阴离子行为，具有一定的黏附性，常用作临床治疗中的药物载体。大量羧基的存在，使其遇二价金属离子能迅速结合形成凝胶。由天然材料海藻酸钠制备的水凝胶具有良好的生物相容性，具有容易降解、对细胞机体毒性小等优点，然而其存在机械强度不足，降解速度过快的缺点不利于其在组织工程中的应用。因此，获得生物相容性良好且机械性能优良的水凝胶是目前的研究热点。

相较于天然高分子材料，人工合成的材料具有良好的物理、力学性能等特点。其中，PLGA作为一种可生物降解的且生物相容性良好的合成高分子材料，经常作为支架材料或药物载体应用于组织工程中。随着纳米技术的发展，纳米粒子的良好性能被逐渐发掘并应用到生物材料中，研究者们通过多种方法制备经过表面修饰的PLGA纳米粒子，并将其应用于载药系统。

因此，如何将海藻酸钠凝胶与天然高分子材料如PLGA结合起来制备一种生物相容性好同时机械性能良好的复合增强型海藻酸钠水凝胶将具有较大的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纳米粒子增强型水凝胶，本发明提供的水凝胶通过化学键、静电作用力和复合三种方式显著增强了水凝胶的机械强度。

本发明的另一目的在于提供上述纳米粒子增强型水凝胶的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述纳米粒子增强型水凝胶在组织工程及载药领域中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种纳米粒子增强型水凝胶，所述纳米粒子增强型水凝胶由如下制备方法制得：

S1：制备海藻酸钠修饰的PLGA纳米粒子或海藻酸钠修饰的带负电的PLGA纳米粒子和聚醚酰亚胺修饰的带正电的PLGA纳米粒子；

S2：配制海藻酸钠水溶液，并添加S1所得PLGA纳米粒子；然后向混合溶液中加入氧化石墨烯悬浮液，搅拌均匀得混合液备用；

S3：配制葡萄糖酸内酯水溶液并添加于S2所得混合液中，轻轻搅拌并放置若干时间即得所述纳米粒子增强型水凝胶。

本发明提供的水凝胶所用材料均是生物相容性良好的，对细胞无毒性，相较于之前对水凝胶进行化学修饰以增强其力学性能的方法，本发明提供的方法简单无毒，并且明显提高了水凝胶的力学性能。本发明中所选用的纳米粒子是一种极好的药物载体，其在水凝胶中的添加极大的增加了海藻酸钠水凝胶在组织工程及载药领域中的应用潜能。

优选地，S2中所述PLGA纳米粒子的粒径为200～600nm；更为优选地，S2中所述PLGA纳米粒子的粒径为400nm。

优选地，所述海藻酸钠溶液的浓度为0.5～5％；更为优选地，所述海藻酸钠溶液的浓度为2％。