[发明专利]一种高强度自愈合多糖水凝胶的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度自愈合多糖水凝胶的制备方法，属于医用材料技术领域。本发明以肌动蛋白为主体，以自组装法制备的管状蛋白纤维为水凝胶的增强填料，制备出一种互穿网络型高强度自愈合多糖水凝胶，具有良好的强度，并提高水凝胶细胞相容性；通过冷冻‑解冻所致结晶来实现的水凝胶的自愈合功能；当外力作用于自愈合多糖水凝胶时，首先将力转移到自组装管状蛋白纤维中导致纤维间横向的收缩，同时纤维中卷曲的结构被拉直，外力会直接作用到胶原分子中；自组装管状蛋白纤维被拉直，同时横向连接的原纤结构发生相对滑移，导致单位应变下应力的增加，斜率增加，因此自愈合多糖水凝胶的强度得到提高。

技术领域

本发明涉及一种高强度自愈合多糖水凝胶的制备方法，属于医用材料技术领域。

背景技术

伴随着时代变迁，传统的医疗手段已经不能满足人们的需求，人类渴望新材料的出现改善目前植入材料引起的排异现象或是需要二次手术取出植入体的外科手术治疗情况。水凝胶在组织工程及再生医学领域的应用应运而生，旨在利用不同特殊功能型水凝胶修复或替换由手术、创伤、疾病等多种无法避免的内部或外界原因，所引起的生命体部分功能被破坏，形态被损伤的组织结构。有效避免了由于外科手术带来的感染，植入体排异，二次手术取出植入体给病患带来的疼痛等问题。

凝胶是交联形成的聚合物三维网状结构吸收溶剂后发生溶胀而形成的一类介于液体与固体之间的物质。近年来作为生物医用材料用于组织工程、药物输送等领域，其中水凝胶支架材料由于其粘弹性和高含水量的三维网络结构均类似于天然组织结构和其力学特性，因而成为目前最适合的组织工程支架，而水凝胶良好的吸水性也适于药物的封装和缓释，在药物输送领域也十分引人注目。

然而传统凝胶普遍存在强度低、脆性大、受力形变后不可恢复等缺陷，严重制约其使用寿命及适用范围，新型自愈合仿生凝胶能够有效地通过宏观、微观多机制抑制凝胶破坏，并自诊断修复凝胶网络结构、保持功能完整性。自愈合凝胶主体聚合物根据链接作用方式可分为物理型和化学型。物理型主要包括氢键、主-客体相互作用、疏水作用、金属配位作用、静电作用等；化学型基于多种各异交联化学反应，按化学键分为亚胺键、二硫键、酰腙键、苯基硼酸盐酯键、DA反应键等。所制得的水凝胶不仅可以起到为细胞提供生长环境的作用，更能诱导细胞功能表达，从而应用于组织工程，药物输送等领域。

但当前自愈合凝胶研究主要集中于化工原料领域高分子聚合物制备，多数目标物存在不可生物降解及非环境友好性，且无法实现组织工程领域天然无毒、可降解的绿色应用，使用纯化工原料制备的凝胶植入体内容易引发炎症或免疫反应，对人体产生不良影响。克服上述问题的天然多糖(壳聚糖、透明质酸、葡聚糖、羧甲基纤维素、海藻酸等)作为自愈合凝胶原料已引起科研人员极大关注，用天然多糖替代化工原料制备的凝胶可以避免炎症的产生，起到预防作用，但已有文献对天然多糖自愈合凝胶少有综述报道。

物理交联多糖自愈合凝胶采用的物理交联作用方式主要指通过氢键、主-客体相互作用、亲疏水作用、静电作用等非共价键方式进行凝胶交联（即发生交联过程中不产生化学反应），物理交联反应条件较温和，且具有交联速度快，环境友好等显著优势。

化学交联自愈合凝胶一般采用可逆化学反应进行交联，如亚胺键、酰腙键、DA反应等，此类反应通过凝胶断裂面接触并产生共价键促进凝胶自愈合。化学交联凝胶中共价键的存在加速了交联进程，且凝胶强度通常优于物理交联凝胶。

近年，伴随自愈合凝胶基础研究的逐步深入，其应用研究也快速发展，特别是多糖自愈合凝胶在生物医学领域的应用愈加广泛，主要集中于药物输送缓释及组织工程两方面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有水凝胶强度弱的问题，提供了一种高强度自愈合多糖水凝胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取新鲜蜂花粉粉碎，并过20～30目筛，得蜂花粉粉末；