[发明专利]一种可自溶的高强速粘水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种可自溶的高强速粘水凝胶及其制备方法和应用，通过将具有良好生物相容性的甘氨酸衍生物的乙烯基单体N‑丙烯酰甘氨酸与纳米活性无机纳米粒子作为反应物，使用光引发剂在紫外光照下通过一步自由基共聚制备而成。在形成的水凝胶中PACG分子侧链之间形成的大量的氢键，分子链末端的羧基与无机离子的离子络合以及聚合物链和纳米粒子之间发生的物理吸附作用赋予了水凝胶优异的力学性能，对多种基质都具有极好的粘附强度，体现出良好的生物相容性。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，更加具体地说，涉及一种可自溶的高强速粘水凝胶创可贴的制备及其性能和应用研究。

技术背景

水凝胶是一种高含水量的三维网状聚合物。水凝胶具有良好的生物相容性和其他优异性能，例如：环境响应性、抗菌性、自修复性、超吸水性等。这些特点使水凝胶在生物医药、传感器、自修复材料和保水抗旱等方面有着广泛的应用前景。粘附水凝胶在日常的生活，工作以及医药领域都非常的重要，特别是湿态粘附对于止血，伤口愈合以及医用传导设备等是必不可少的。类似于生物软组织的软材质的医用密封剂和胶黏剂对促进伤口愈合是很有利的。但是，传统的水凝胶很难实现将粘附性能和力学性能相结合，特别是力学性能很好的水凝胶，因为其较硬的聚合物链，不能对软组织实现粘附效果。最近由贻贝引发的粘附水凝胶虽然实现了湿态粘附，但是其粘附效果与环境中的pH值以及粘附时间是非常相关的，长时间的放置也会使得其丧失粘附能力。所以发展一种高强速粘的湿态粘附水凝胶来用作伤口敷料以及止血剂等都是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可自溶的高强速粘水凝胶及其制备方法和应用，以ACG和纳米活性无机纳米粒子作为反应物，采用自由基聚合的方法，使用光引发剂，在紫外光照下形成以氢键交联，离子交联以及物理吸附为交联点的凝胶网络，并对制得的凝胶进行力学、粘附强度的测试，并且进行了体内、体外的生物学实验，证明具有力学性能，对多种基质都具有极好的粘附强度，体现出良好的生物相容性。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种可自溶的高强速粘水凝胶及其制备方法，将单体N-丙烯酰甘氨酸、无机纳米粒子和引发剂均匀分散在水相中，通过引发剂引发单体N-丙烯酰甘氨酸在水相中进行聚合并将无机纳米粒子复合到单体N-丙烯酰甘氨酸聚合形成的网络中，形成水凝胶。

在上述技术方案中，采用去离子水为提供水相。

在上述技术方案中，无机纳米粒子为纳米羟基磷灰石(即天然矿物纳米级羟基磷灰石HAp)、纳米活性玻璃或纳米黏土。

在上述技术方案中，引发剂采用光引发剂，如2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)，通过紫外光照射进行引发，根据反应加料情况进行聚合时间的选择，聚合时间为30—60min，优选40—60min。

在上述技术方案中，单体N-丙烯酰甘氨酸在水相中的质量百分数为10—30％(即单体N-丙烯酰甘氨酸质量/单体N-丙烯酰甘氨酸和水的质量之和*100％)，无机纳米粒子用量为单体N-丙烯酰甘氨酸质量的0—10％且不为零，引发剂的用量是单体质量的1—5％。

在上述技术方案中，单体N-丙烯酰甘氨酸在水相中的质量百分数为20—30％，无机纳米粒子用量为单体N-丙烯酰甘氨酸质量的4—8％且不为零，引发剂的用量是单体质量的1—3％。

本发明的技术方案通过将具有良好生物相容性的甘氨酸衍生物的乙烯基单体N-丙烯酰甘氨酸(ACG)与纳米活性无机纳米粒子(如羟基磷灰石Hap)作为反应物，使用光引发剂在紫外光照下通过一步自由基共聚制备而成。在形成的水凝胶中PACG分子侧链之间形成的大量的氢键，分子链末端的羧基与无机离子的离子络合以及聚合物链和纳米粒子之间发生的物理吸附作用赋予了水凝胶优异的力学性能，对多种基质都具有极好的粘附强度，体现出良好的生物相容性。本发明制备方法简单，材料来源广泛，实用性强。

附图说明