[发明专利]一种温度敏感型海藻酸钠/纤维素醚复合水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明属于凝胶制备技术领域，具体的说是一种温度敏感型海藻酸钠/纤维素醚复合水凝胶及其制备方法与应用。将纤维素与醚化剂进行反应获得温度敏感型烷基纤维素醚；向温度敏感型烷基纤维素醚中添加海藻酸钠得混合溶液；将混合液与交联剂交联获得温度敏感复合水凝胶。通过改变烷基纤维素醚和海藻酸钠的质量比，体积相变温度(VPTT)可在15.5～75.8℃范围内进行调节。本发明所制备的海藻酸钠/纤维素醚复合水凝胶即具有优异的温度敏感性，同时拥有价廉、生物相容性好、毒性小、可降解等特点，同时对重金属离子展现良好的吸附能力。

技术领域

本发明属于凝胶制备技术领域，具体的说是一种温度敏感型海藻酸钠/纤维素醚复合水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

刺激响应型水凝胶是一类在外界环境(温度、pH和光等)细小变化的刺激下，自身网络结构、物理化学特性发生突变的聚合物。温度敏感水凝胶是在众多刺激响应型水凝胶中最受关注的一类，这是因为温度的改变相对容易实施及控制，可高效地应用在重金属离子吸附、药物控释、软组织修复等方面。目前，温度响应型水凝胶主要分为两类：第一种类型为合成型温敏性水凝胶，聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝胶是最具代表性也是研究最为广泛的合成型温敏型水凝胶，其相转变温度(VPTT)在接近于人体温度(32℃)，因此它被认为是最适宜应用到生物技术领域的水凝胶材料。但PNIPAAm生物相容性差、不易降解、且PNIPAAm价格昂贵，其单体有毒。为了提高水凝胶材料的生物降解性和生物相容性，研究人员将多糖引入到水凝胶结构中制备了另一类研究较为广泛的温敏水凝胶。将温度敏感型的聚合物接枝到多糖高分子骨架上，合成一系列新型的多糖基温度敏感水凝胶，多糖的引入使水凝胶的生物降解性和生物相容性相对提高。然而由于主体结构仍是合成型聚合物，因此凝胶自身的生物相容性和降解性无法得到根本的改善。

发明内容

本发明目的在于一种温度敏感型海藻酸钠/纤维素醚复合水凝胶及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种温度敏感型海藻酸钠/纤维素醚复合水凝胶的制备方法，将纤维素与醚化剂进行反应获得温度敏感型烷基纤维素醚；向温度敏感型烷基纤维素醚中添加海藻酸钠得混合溶液；将混合液与交联剂交联获得温度敏感复合水凝胶。

进一步的说：

(1)制备温度敏感型烷基纤维素醚：将纤维素浆经碱在60-70℃碱化1-1.5小时，碱化后向反应液中加入醚化剂，并在70-90℃搅拌反应6-9小时，反应后冷却至室温并调节至体系为中性，调节后经透析袋透析处理直至反应液电导率小于10μs/cm，即得温度敏感型烷基纤维素醚；

(2)混合溶液：将上述获得温度敏感型烷基纤维素醚经水溶解，而后加入海藻酸钠，在冰浴下反应0.5-2h,即得混合溶液；

(3)交联制备温度敏感水凝胶：将上述获得混合溶液在碱中冰水浴中超声波处理15-30分钟，超声后加入含钙离子的复合交联剂，加入后继续在冰水浴中超声波处理30-50分钟，超声分散后于20-60℃下交联反应0.5-2h，即得温度敏感复合水凝胶。

所述步骤1)向质量浓度为10％～60％纤维素浆中加入纤维素质量2％～25％的氢氧化钠搅拌混匀，在60-70℃碱化1-1.5小时；然后按醚化剂和纤维素质量比为0.2～2.5：1的比例下滴加醚化剂，再于70-90℃搅拌反应6-9小时；而后通过水稀释反应液冷却至室温，而后通过酸调节反应液至pH为7，调节后反应液置于分子量为7000-14000的透析袋透析，直至反应液电导率小于10μs/cm，透析后经浓缩、干燥即得粉末或块状固体的烷基纤维素醚；其中，醚化剂为烷基缩水甘油醚。

所述烷基缩水甘油醚为丙基缩水甘油醚、异丁基缩水甘油醚或戊基缩水甘油醚。