[发明专利]一种高强韧多功能水凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高强韧多功能水凝胶，其特征在于，以天然高分子多糖和疏水侧链修饰的亲水聚合物为基体，通过双物理网络的结构设计，得到具备高强韧、自愈合、生物相容的双物理网络水凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种高强韧多功能水凝胶，其特征在于，所述的高分子多糖具有热可逆特性，包括卡拉胶、结冷胶、甲基纤维素、羟甲基纤维素、可德胶、明胶及其衍生物中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种高强韧多功能水凝胶，其特征在于，所述的疏水侧链修饰的亲水聚合物是以疏水单体修饰亲水性单体得到的亲水聚合物；

其中，疏水单体为甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，包括：甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种；

所述的亲水性单体包括：丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或几种。

4.一种如权利要求1～3中任一所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将高分子多糖、亲水性单体混合加入含去离子水溶液的反应瓶中，将反应瓶密封置于油浴锅中，逐渐搅拌加热，再恒温搅拌以充分溶解高分子多糖；

(2)逐步在反应瓶中加入提前配好的NaCl溶液，表面活性剂、引发剂以及疏水单体；

(3)待所有反应物加入完全后，高温搅拌得到透明、低粘度溶液；

(4)将步骤(3)得到的预聚合溶液注入相应模具中，在固化仪中进行光聚合反应或在加热条件下热引发聚合得到疏水网络；

(5)静置冷却2h，最终得到双网络水凝胶。

5.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述高分子多糖与亲水性单体的质量比为：0.001～0.1:1，油浴锅中加热温度为50～95℃，50～95℃下恒温搅拌时间为3分钟～24小时以充分溶解热可逆高分子多糖。

6.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的氯化钠加入后在溶液中的浓度为0.05M～2.0M；

所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化物，其加入量为反应瓶中溶液总质量的1％～15％。

7.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，高温搅拌的温度为50～95℃，搅拌时间为1分钟～24小时。

8.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(4)中光聚合反应采用紫外光波长为300～400nm，光照时间为1分钟～24小时；热引发聚合的反应温度为25～95℃，聚合时间1分钟～72小时。

9.根据权利要求4所述的高强韧多功能水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的静置冷却是通过在室温状态下冷却或置于冰箱中冷却得到的，冷却温度为2～80℃。

10.一种如权利要求1所述的高强韧多功能水凝胶的应用，其特征在于，将双物理网络水凝胶应用在组织工程和生物医药领域。