[发明专利]一种可自修复壳聚糖水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可自修复壳聚糖水凝胶及其制备方法。本发明将二咪唑化合物、二元胺混合反应所得到含硫脲基团、脲基团的预反应液，进一步与壳聚糖反应，在壳聚糖水凝胶高分子链段中引入硫脲基团和脲基团等氢键基团，依靠分子内或分子间氢键的断裂和重组实现材料的自我修复，从而使得壳聚糖水凝胶材料具有较好的自修复功能。本发明可自修复壳聚糖水凝胶自修复效率高，制备过程简单，成本低。本发明所制备的壳聚糖水凝胶具有低毒性、可生物降解等优点，可应用于药物缓释材料、组织工程支架、医用敷料、印染废水处理等领域。

技术领域

本发明属于水凝胶技术领域，具体涉及一种可自修复壳聚糖水凝胶及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

壳聚糖（CTS）是一种来源于虾、蟹壳的天然有机高分子多糖，具有良好的生物相容性，兼有高等动物组织中胶原质和高等植物组织中纤维素两者的生物功能，对动、植物都具有很好的适应性，与生物体的亲和性能体现在细胞水平上，产生抗原的可能性很小。具有抗炎、抑菌、促进创面修复等生物活性，并且通过多种途径起到止血作用。

壳聚糖水凝胶具有低毒性、可生物降解等优点，在药物缓释材料、组织工程支架、医用敷料、印染废水处理等领域具有良好的应用前景。然而，目前壳聚糖水凝胶仍存在一些问题，一方面，如机械性能差，变形易破碎，破坏不可恢复，寿命较短，这问题极大限制了壳聚糖水凝胶的应用。开发具有自修复功能的壳聚糖水凝胶成为了新的研究方向。然而，这种具有自修复性的壳聚糖水凝胶还存在一些难以忽视的问题，比如自修复性能差、制备方法不够简便、制备成本比较高等。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有可自修复功能壳聚糖水凝胶及其制备方法。

本发明的目的通过以下方式来完成：

一种可自修复壳聚糖水凝胶，包括壳聚糖交联共聚物，包括质量比为1：（0.1~10）：（0.1~10）的A组分、B组分和C组分；其中，A组分为壳聚糖水溶液；B组分为二元胺水溶液；C组分为二咪唑化合物水溶液；

所述A组分中壳聚糖的数均分子量≤100000g/mol；

所述二咪唑化合物为N,N'-羰基二咪唑、N,N'-硫羰基二咪唑的至少一种；

所述二元胺为如下结构式所示物质中的至少一种：

、；

其中，m为1~200；n为0~5；t为1~5；k为1~16；

所述的A组分壳聚糖水溶液的质量百分浓度为1~98%；所述的B组分二元胺水溶液的质量百分浓度为0~100%；所述的C组分二咪唑化合物水溶液的质量百分浓度为1~100%。

一种可自修复壳聚糖水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）反应液的制备

将壳聚糖溶解于去离子水中，得到A组分壳聚糖水溶液；将二元胺溶解于去离子水中，得到B组分二元胺水溶液；将二咪唑化合物溶解于去离子水中，得到C组分二咪唑化合物水溶液；

（2）预聚液的制备

将质量比为1：（0.1~10）的B组分和C组分混合，搅拌均匀，在10~80℃条件下反应1~12h，得到预聚液；

（3）可自修复壳聚糖水凝胶的制备

将质量比为1：（0.1~10）的预聚液和A组分混合，搅拌均匀，在10~80℃条件下反应1~12h，得到可自修复壳聚糖水凝胶。

为实现本发明壳聚糖水凝胶具有自修复功能，本发明：