[发明专利]一种可逆温敏性水凝胶墨水的制备方法

说明书

本发明公开了一种可逆温敏性水凝胶墨水的制备方法，具体为：首先，利用丙烯酰氯与Pluronic F127羟基的亲核加成反应，制备丙烯酰化F127；利用自由基引发聚合交联丙烯酰化F127；再将其溶于水中，在1℃～5℃条件下加入可胶束化的多糖，搅拌均匀，升温，即可得到可逆温敏性水凝胶墨水。该方法通过预交联丙烯酰化F127，形成了化学交联的F127胶束，与可胶束化的多糖混合后，即可获得可逆温敏性水凝胶，提高了水凝胶墨水的结构稳定性，其溶胶‑凝胶转变温度在28～40度间可调。

技术领域

本发明属于水凝胶墨水材料制备技术领域，具体涉及一种可逆温敏性水凝胶墨水的制备方法。

背景技术

“水凝胶”支架类似于生物体细胞外基质结构，在组织愈合过程中能为细胞获取营养、生长和代谢提供良好的环境，具有促进健康组织生长，加速伤口愈合的功能，因而成为理想的可注射或3D打印生物墨水。由于体内生理温度与体外细胞培养均处在温度37℃的营养液环境中，因此具有最低临界转变温度的温敏性水凝胶墨水是实现可注射/3D生物打印的简单途径。目前，具有生物相容性的可逆温敏性水凝胶主要包括：Pluronic F127及其衍生物等嵌段共聚物，甘油磷酸钠交联的壳聚糖或壳聚糖衍生物等。发生可逆温敏性的基本原理是，由氢键、疏水缔合等物理作用交联的水凝胶在温度变化过程中动态破环与重建。比如，由聚氧乙烯-聚氧丙烯醚-聚氧乙烯组成的三嵌段共聚物Pluronic F127，当高于临界胶束浓度和临界胶束温度时，Pluronic F127在水溶液中自组装形成胶束，在质量分数高于20％以上时，表现为可逆溶胶凝胶转变。但温敏可逆Pluronic F127水凝胶在体外只能存在数小时，即可被细胞培养液稀释溶解，无法保持长期稳定结构。高固含量的F127对负载细胞的生长迁移也会产生不利影响。如何降低F127的使用浓度，同时具备可逆温敏性是一个挑战性的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可逆温敏性水凝胶墨水的制备方法，解决了现有水凝胶墨水结构稳定性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种可逆温敏性水凝胶墨水的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，利用丙烯酰氯与Pluronic F127羟基的亲核加成反应，制备丙烯酰化F127；

步骤2，利用自由基引发聚合交联丙烯酰化F127；

步骤3，制备可逆温敏性水凝胶墨水，具体为：

将经步骤2后得到的交联丙烯酰化F127溶于水中，之后在1℃～5℃条件下加入多糖，搅拌均匀，得到混合液b，最后将混合液b的温度升至30℃～40℃，即可得到可逆温敏性水凝胶墨水。

本发明的特点还在于：

步骤1中，制备丙烯酰化F127，具体为：

步骤1.1，将Pluronic F127溶解于无水二氯甲烷中，并置于0℃～4℃的冰水浴中，加入三乙胺，通入氮气保护15～20min，得到混合液a；

步骤1.2，按每秒1滴～2滴的速度向经步骤1.1后得到的混合液a中滴加丙烯酰氯，之后置于0℃～4℃的冰水浴中反应48h～60h，得到反应混合液，再将反应混合液进行过滤，除去滤渣，得到反应液；

丙烯酰氯与混合液a的质量比为1：10～20；

步骤1.3，向经步骤1.2后得到的反应液中加入石油醚，沉淀15min～30min，之后将得到的固体物质置于真空干燥箱中干燥，得到丙烯酰化F127。

步骤1.1中，Pluronic F127、无水二氯甲烷和三乙胺的摩尔比为1：5：10～20。

步骤1.3中，反应液与石油醚的体积比为1：10～15；干燥温度为25℃～35℃，干燥时间为12h～24h。

步骤2中，利用自由基引发聚合交联丙烯酰化F127，具体为：