[发明专利]一种医用水凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种医用水凝胶的制备方法，包括以下步骤：提供明胶的酸性水溶液；在所述明胶的酸性水溶液中添加偶联剂进行第一交联反应，得到明胶/偶联剂溶液，其中，所述偶联剂为含有氨基和/或环氧键的硅烷偶联剂；将所述明胶/偶联剂溶液静置于1‑4℃条件下得到明胶/二氧化硅杂化水凝胶；将所述明胶/二氧化硅杂化水凝胶浸泡于特定盐溶液中1‑2天，在室温条件下干燥2‑3天，得到明胶/二氧化硅增韧水凝胶，其中，所述特定盐溶液为硫酸根、磷酸一氢根、二硫代硫酸根阴离子与铵离子、钠离子形成的盐溶液。

技术领域

本发明属于水凝胶技术领域，尤其涉及一种医用水凝胶及其制备方法。

背景技术

软骨缺损为骨科临床常见病，关节镜检发现约60％关节有软骨缺损。如不及时治疗，60％-75％的病变可进行性发展为骨性关节炎，严重影响患者的运动功能，甚至终结其职业生涯。由于关节软骨没有血管神经支配，其再生能力非常有限。因此，在生物材料及医学领域，软骨缺损修复一直是研究的热点。迄今为止，软骨缺损修复仍未得到有效解决。自体软骨细胞移植术作为治疗关节软骨缺损的金标准，已得到学者的公认，但存在种子细胞来源有限及二次手术等问题，限制了该项技术在临床的广泛应用。

组织工程学的发展为修复软骨缺损开辟了新的途径。医用水凝胶，尤其是天然高分子医用水凝胶由于其保水性极高、细胞亲和性强等独特性质，成功应用在软骨组织工程领域。目前临床应用的天然高分子水凝胶如明胶水凝胶、I型胶原水凝胶、透明质酸水凝胶、纤维蛋白水凝胶等，由于受其材质所限，主要存在力学性能不佳的缺陷，严重制约了天然高分子医用水凝胶的进一步发展。

为提高天然高分子医用水凝胶的力学性能，研究者大多采用与合成高分子材料复合的方法制备天然高分子/合成高分子复合水凝胶。最近，有研究者利用藻朊酸盐和聚丙烯酰胺研发出一种高弹性和高韧性的水凝胶(Sun JY,Nature,2012.489:133-6)、利用带UV固化系统的3D打印机打印出的维增强水凝胶(Bakarich SE,Applied MaterialsInterfaces,2014.6(18):15998-6006)，上述水凝胶均显示较好的力学性能。然而由于合成高分子的存在，使得这类复合水凝胶生物相容性劣于天然高分子水凝胶。同时，由于天然高分子与合成高分子仅在微米级别上进行复合，水凝胶在降解时容易出现两者降解速率不一致而导致力学性能大幅度下降的问题。因此，研制一种新型的力学强韧天然高分子水凝胶解决上述缺陷成为近年来医学和生物材料学领域的一项重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能强韧、生物相容性优、降解性能好的医用水凝胶，旨在解决现有的医用水凝胶力学性能和生物相容性不能兼顾的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种医用水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

提供明胶的酸性水溶液；

在所述明胶的酸性水溶液中添加偶联剂进行第一交联反应，得到明胶/偶联剂溶液，其中，所述偶联剂为含有氨基和/或环氧键的硅烷偶联剂；

将所述明胶/偶联剂溶液静置于1-4℃条件下得到明胶/二氧化硅杂化水凝胶；

将所述明胶/二氧化硅杂化水凝胶浸泡于特定盐溶液中，使所述明胶/二氧化硅杂化水凝胶中的明胶自发交联，浸泡处理1-2天后，在室温条件下干燥2-3天，得到明胶/二氧化硅增韧水凝胶，其中，所述特定盐溶液为硫酸根、磷酸一氢根、二硫代硫酸根阴离子与铵离子、钠离子形成的盐溶液。

以及，一种医用水凝胶，所述医用水凝胶采用明胶、偶联剂以及特定盐溶液，按照本发明所述方法医用水凝胶的制备方法制成，其中，