[发明专利]双交联胶原水凝胶材料、其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双交联胶原水凝胶的制备方法，其特征在于包括：在有TG酶存在的条件下，使乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原与巯基化胶原进行Michael加成反应和酶催化反应，从而获得双交联胶原水凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：先以还原剂对所述巯基化胶原进行处理，之后与乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原在有TG酶存在的条件下进行Michael加成反应和TG酶催化反应；优选的，所述还原剂包括金属Zn、二硫苏糖醇或对苯二酚。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于包括：将TG酶、乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原的溶液与巯基化胶原的溶液混合进行所述的Michael加成反应和TG酶催化反应。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原的溶液的浓度为10～100mg/ml，pH值小于7；和/或，所述巯基化胶原溶液的浓度为10～100mg/ml，pH值大于7。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于具体包括：将所述乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原的溶液与所述巯基化胶原的溶液、TG酶直接混合而进行所述的Michael加成反应和TG酶催化反应；或者，使所述乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原的溶液、巯基化胶原的溶液与TG酶的混合溶液在被打印设备或挤出成型设备挤出的过程中相互接触而进行所述的Michael加成反应和TG酶催化反应。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原的制备方法包括：将胶原的酸溶液和乌头酸溶液混合后进行反应，混合反应的温度在37℃以下，之后进行透析、冷冻干燥，其中胶原链上游离氨基与乌头酸的摩尔比为1：1～10；和/或，所述巯基化胶原的制备方法包括：使胶原的酸溶液与巯基化合物溶液在羧基活化剂的作用下进行混合反应，混合反应的温度在37℃以下，之后进行透析、冷冻干燥，其中所述巯基化合物与所述胶原上氨基或羧基的摩尔比为1～10：1；优选的，所述透析的截留分子量为≤7000Da；优选的，所述冷冻干燥的温度在≤-80℃。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述混合反应的温度为10～30℃，优选为15～20℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述胶原的酸溶液是通过将胶原溶解于浓度为0.01～30wt％的酸溶液中形成；和/或，所述巯基化合物溶液是通过将巯基化合物溶解于双蒸水、碱溶液或酸溶液中形成；和/或，所述羧基活化剂包括质量比为1～10：1的EDC和NHS；和/或，所述巯基化合物为同时含有羧基和巯基或同时含有氨基和巯基的化合物。

9.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征在于：所述巯基化合物包括乙酰半胱氨酸、半胱氨酸、巯基丁二酸、二巯基丁二酸、2-巯基-3-吡啶甲酸、半胱氨酸甲酯、半胱氨酸乙酯和4-氨基-3-巯基苯甲酸中的任一种或多种的组合。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述巯基化胶原的制备方法还包括：先利用羧基活化剂对巯基化合物或胶原中的羧基进行活化，再将巯基化合物溶液与胶原的酸溶液进行混合反应。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乌头酸修饰的α-β不饱和羰基化胶原的通式为：

所述巯基化胶原的通式为：

其中，R代表胶原去除氨基和羧基后的残基部分，R₁为氢原子、烷基或亚烷基，R₂为氢原子或羧基或羟基衍生物，R₃为亚烷基或取代亚烷基。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：R₁选自碳原子数为1～20个的取代或未取代的烷基或亚烷基。