[发明专利]一种制备各向异性水凝胶的方法

权利要求书

1.一种制备各向异性的水凝胶的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：提供第一溶液、第二溶液、模具和3D打印机；

其中，所述第一溶液和第二溶液包含相同种类的可形成水凝胶的高分子，所述高分子以不同的浓度存在于所述第一溶液和第二溶液中；所述高分子为明胶；

所述3D打印机包含料筒、打印机平台和打印机喷头；

所述模具由一个或多个相同的矩形框架组成，当所述模具包含多个矩形框架时，所述多个矩形框架在水平面内平行连接；

步骤2：将模具置于打印机平台上；在料筒中加入第一溶液；将打印机喷头的温度设置为等于第一溶液的凝胶温度或低于第一溶液的凝胶温度2℃以内；将打印机平台的温度设置为第一溶液的凝胶温度以下10℃-20℃；

步骤3：使打印机喷头位于模具的至少一个矩形框架的上方，按照预设图案对第一溶液进行打印，使第一溶液在打印平台位于所述矩形框架内的区域中固化，形成具有预设图案的水凝胶；所述预设图案是连续或非连续的，且不能是90°旋转对称的；

任选地，重复步骤3一次或多次，以在多个矩形框架中形成具有预设图案的水凝胶；

任选地，步骤3还包括：使用交联剂对第一溶液形成的水凝胶进行化学交联；

步骤4：将第二溶液加至步骤3中所述的矩形框架中，使第二溶液覆盖所述具有预设图案的水凝胶并填充所述图案中的间隙；使用交联剂对第二溶液进行化学交联，得到各向异性的水凝胶；

任选地，重复步骤4一次或多次，以在多个矩形框架中形成各向异性的水凝胶；

任选地，所述方法还包括步骤5：对得到的各向异性的水凝胶进行洗涤。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述高分子在第一溶液中的浓度为80g/L～140g/L，和/或，所述高分子在第二溶液中的浓度为80g/L～140g/L。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，打印机喷头的温度被设置为24℃-28℃，和/或，打印机平台的温度被设置为0～15℃。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3和步骤4所使用的交联剂各自独立地选自：1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺和谷氨酰胺转氨酶。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3和/或步骤4所使用的交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的组合。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3和/或步骤4所使用的交联剂为谷氨酰胺转氨酶。

7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法制备的各向异性的水凝胶。

8.包含如权利要求7所述的水凝胶的材料或装置。

9.如权利要求7所述的水凝胶用于制备材料或装置的用途。