[发明专利]基于生物正交反应的可快速固化水凝胶、其制法与应用

说明书

本发明公开了一种基于生物正交反应的可快速固化水凝胶、其制法与应用。所述制备方法包括：将反式环辛烯修饰到四臂聚乙二醇上，获得反式环辛烯修饰的四臂聚乙二醇；使透明质酸与四嗪进行缩合反应，获得四嗪修饰的透明质酸；将所述反式环辛烯修饰的四臂聚乙二醇与四嗪修饰的透明质酸混合均匀反应，获得基于生物正交反应的可快速固化水凝胶。本发明通过将反式环辛烯修饰到四臂聚乙二醇后，制备可水溶的且修饰有反式环辛烯的四臂聚乙二醇，从而实现了快速固化水凝胶的形成，本发明所获水凝胶的固化时间短、生物相容性好、毒性低、可给细胞提供三维生存环境，提高干细胞在三维支架上的粘附和增殖，并且实现成骨分化。

技术领域

本发明涉及一种基于反式环辛烯与四嗪间生物正交反应的水凝胶，具体涉及一种三维培养干细胞和分化用的基于反式环辛烯与四嗪间生物正交反应成型的可快速固化水凝胶基于生物正交反应的水凝胶及其制备方法与应用，属于组织工程材料制备技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，组织工程已成为修复损伤组织的一种重要手段。相较于其他组织修复技术，利用干细胞的再生功能使其增殖，诱导其朝特定的方向分化。尤其利用三维材料为载体为干细胞提供立体生存环境，在组织工程修复器官方面有诸多优势。

目前常用组织工程中细胞与材料的结合方法包括：细胞接种于材料上和细胞与材料共混成水凝胶，其中细胞与材料共混有利于细胞的生长，尤其是在细胞迁移、粘附、增殖与立体结构方面有诸多优势；此外通过控制共混水凝胶的形状可以提高组织修复的精确度和准确度。但为了确保细胞的活性通常需要寻找具有较高生物相容性的材料。

组织工程中与细胞共混水凝胶的常用的材料包括壳聚糖、聚乙酸、聚乳酸、聚己内酯、透明质酸、海藻酸盐等，利用高分子具有较多的活性官能团，可以将其进行化学修饰，从而用不同的方法成水凝胶；通过改变水凝胶的特性，例如加入细胞外基质于水凝胶，可能会增加细胞的黏附和趋化宿主细胞的迁移，同时也可能会增加种子细胞的分化能力；但多数人工合成高分子材料生物相容性低，降解不彻底，因此，寻找生物相容性好以及可降解的材料作为三维培养细胞的载体尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于反式环辛烯与四嗪间生物正交反应成型的可快速固化水凝胶及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一个目的在于提供所述可快速固化水凝胶的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种基于生物正交反应的可快速固化水凝胶和水，其包括聚合物基质，所述聚合物基质由结构如式(1)所示的聚合物形成：

其中，n的取值为70～130，m的取值为115～370。

本发明实施例还提供了一种基于生物正交反应的可快速固化水凝胶的制备方法，其包括：

将反式环辛烯修饰到四臂聚乙二醇上，获得反式环辛烯修饰的四臂聚乙二醇；

使透明质酸与四嗪进行缩合反应，获得四嗪修饰的透明质酸；

将所述反式环辛烯修饰的四臂聚乙二醇与四嗪修饰的透明质酸混合均匀反应，获得基于生物正交反应的可快速固化水凝胶。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的基于生物正交反应的可快速固化水凝胶。

本发明实施例还提供了前述的基于生物正交反应的可快速固化水凝胶于细胞培养领域中的用途。

本发明实施例还提供了前述的基于生物正交反应的可快速固化水凝胶于组织工程领域中的用途。

本发明实施例还提供了一种三维培养细胞载体，其包含前述的基于生物正交反应的可快速固化水凝胶。

本发明实施例还提供了一种细胞培养方法，其包括：