[发明专利]一种自愈合多桥连网络壳聚糖衍生化水凝胶及其制备方法

说明书

一种自愈合多桥连网络壳聚糖衍生化水凝胶及其制备方法，它涉及一种多桥连网络水凝胶及其制备方法。本发明目的为解决现有天然多糖水凝胶力学性能与自愈合性能不可兼得的问题。本发明以壳聚糖为原料经羧基化、自由基聚合、酰胺化将羧基、环糊精、巯基引入壳聚糖，环糊精与二茂铁间主客体配位、双巯基间二硫键、羟基氧与氢间氢键得多桥连网络水凝胶。方法：一、制备O‑羧甲基壳聚糖；二、制备乙烯基‑环糊精‑衣康酸酯；三、制备环糊精羧甲基壳聚糖；四、制备硫醇化环糊精羧甲基壳聚糖；五、制备聚丙烯酰胺二茂铁；六、制备水凝胶材料。优点：水凝胶弹性模量达1500KPa，自愈合后力学性能还原80％。本发明作为高强度自愈合水凝胶材料使用。

技术领域

本发明涉及一种自愈合多桥连网络壳聚糖衍生化水凝胶及其制备方法。

背景技术

机体组织完好是人体健康不可或缺的重要标志之一，但因损伤诱因多样及损伤形式复杂多变，组织实际损伤速度与程度一般远远超过其自愈能力，由此罹患者可能面临永久性不可修复损伤，最终严重影响生活质量。天然多糖基水凝胶与机体生物组织质地及可能功能具有较高相似性，适合作为理想组织工程替代材料，但目前已合成制备的此类型天然多糖水凝胶暴露出诸多遏制其在机体组织修复与替代相关领域应用的系列缺陷，如特质强度、韧性等材料基本性能有待提高，复合功能性能协同作用有待提高，机体内环境生物相容与应激协调反应有待提高等。近年针对上述缺陷，主要采取的解决方法是：探索多样各异优势交联方法协同构建多网络复合水凝胶，但实践中仍然存在水凝胶标志性能无法同步增强，如机械强度增强而自愈合性能逆向减弱等问题。因此，如何充分利用天然多糖基有限结构修饰位点、联用各异特征交联作用力实现协同作用、探索兼顾各项标志性能指标的水凝胶合成制备方法成为本领域国内外研究热点，这些热点研究中包括力学性能与自愈合性能同步增强的天然多糖水凝胶生物新材料的开发研究。

发明内容

本发明的目的是解决现有壳聚糖衍生化水凝胶存在力学性能不足的问题，而提供一种自愈合多桥连网络壳聚糖衍生化水凝胶及其制备方法。

一种自愈合多桥连网络壳聚糖衍生化水凝胶以壳聚糖为原料，首先基于氯乙酸与壳聚糖间醚化反应获得O-羧甲基壳聚糖，所述O-羧甲基壳聚糖同时携带活性羧基、羟基及氨基；然后利用自由基聚合反应将环糊精功能单元引入O-羧甲基壳聚糖结构，得到环糊精羧甲基壳聚糖；再利用酰胺化反应将巯基引入环糊精羧甲基壳聚糖结构，得到硫醇化环糊精羧甲基壳聚糖，所述硫醇化环糊精羧甲基壳聚糖同时携带活性羧基、巯基和环糊精功能单元；将二茂铁功能单元引入聚丙烯酰胺结构，得到聚丙烯酰胺-二茂铁；将硫醇化环糊精羧甲基壳聚糖和聚丙烯酰胺-二茂铁混合，利用硫醇化环糊精羧甲基壳聚糖上环糊精功能单元与二茂铁间主客体相互作用桥连、硫醇化环糊精羧甲基壳聚糖上双巯基间二硫键桥连及羟基氧与氢间氢键桥连得到多桥连网络水凝胶，即自愈合多桥连网络壳聚糖衍生化水凝胶。

上述一种自愈合多桥连网络壳聚糖衍生化水凝胶的制备方法具体按以下步骤进行：