[发明专利]一种仿生水凝胶及其应用在审
申请号: | 202110208743.8 | 申请日: | 2021-02-24 |
公开(公告)号: | CN112876699A | 公开(公告)日: | 2021-06-01 |
发明(设计)人: | 张华威;王大平;赵月 | 申请(专利权)人: | 南方科技大学 |
主分类号: | C08J3/075 | 分类号: | C08J3/075;C08L29/04;C08L89/00;A61L27/26;A61L27/52 |
代理公司: | 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250 | 代理人: | 王锴 |
地址: | 518055 广东省深*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 生水 凝胶 及其 应用 | ||
本发明涉及医药材料领域,具体涉及一种仿生水凝胶及其应用。仿生水凝胶按照如下步骤制备得到:将质量浓度为2‑15%的丝胶蛋白溶液与质量浓度为8‑15%的聚乙烯醇溶液按质量比为1:(1‑5)的比例混匀,在真空环境下,以转速为100‑185r/mi n的圆盘搅拌头施加剪切作用,30‑60mi n后得到聚乙烯醇/丝素蛋白复合溶液;将聚乙烯醇/丝素蛋白复合溶液在‑20~‑80℃下冷冻8‑12h后,取出常温解冻4‑6h,重复冷冻‑解冻步骤3‑7次,得仿生水凝胶。本发明提供的仿生水凝胶具有与软骨相似的各向异性排列,同时还具有很高的拉伸强度、断裂伸长率以及良好的生物活性。
技术领域
本发明涉及医药材料领域,具体涉及一种仿生水凝胶及其应用。
背景技术
关节软骨是一种特殊的结缔组织,其上无血管、淋巴管和神经,且具有代谢率低的生理功能特征,其特殊的解剖结构决定了其自我修复能力非常有限,因此,目前治疗关节软骨损伤通常都是采用软骨替代或修复材料来对关节软骨进行修复的。
水凝胶是一类能够吸收并保有大量水分的具有网络结构的聚合物,在聚合物的网络结构中含有一部分疏水残团和亲水残基,亲水残基与水分子结合,将水分子连接在网状内部,而疏水残基遇水膨胀保持一定的形状。水凝胶具有良好的生物相容性、透气性和细胞粘附性,因此被视为人体组织和器官的潜在替代物。但是,目前绝大多数的合成水凝胶还是各向同性凝胶,不具备像肌肉、软骨、角膜和心脏瓣膜等人体组织在微观尺度上的各向异性结构和优异的力学性能。
因此,有必要提供一种具有各向异性的水凝胶。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的水凝胶是各向同性,不具备优异的力学性能的缺陷,从而提供一种仿生水凝胶及其应用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种仿生水凝胶,按照如下步骤制备得到:
将质量浓度为2-15%的丝胶蛋白溶液与质量浓度为8-15%的聚乙烯醇溶液,按照质量比为1:(1-5)的比例混匀后,在真空环境下,以转速为100-185r/min的圆盘搅拌头施加剪切作用,30-60min后得到聚乙烯醇/丝素蛋白复合溶液;
将聚乙烯醇/丝素蛋白复合溶液在-20~-80℃下冷冻8-12h后,取出常温解冻4-6h,重复冷冻-解冻步骤3-7次,得仿生水凝胶。
可选的,所述丝胶蛋白溶液按照如下步骤制备得到:
将干燥的丝胶蛋白固体溶于去离子水或磷酸缓冲溶液中,在室温下溶解,得丝胶蛋白溶液。
可选的,所述施加剪切作用的步骤在37-45℃恒温水浴中进行。
本发明还提供一种如上述所有方案中任一项所述的仿生水凝胶在软骨修复中的应用。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的仿生水凝胶,通过将丝胶蛋白溶液以及聚乙烯按特定比例混合后在真空环境下施加剪切力,使得其部分取向后再进行冻融循环,结合了在真空下进行的剪切力定向技术以及冻融循环技术,使得得到的仿生水凝胶具有与软骨相近的各向异性排列,同时还具有很高的拉伸强度、断裂伸长率以及良好的生物活性。
2.本发明提供的仿生水凝胶在软骨修复中的应用,由于本发明提供的仿生水凝胶的各向异性排列与软骨相近,通过将其应用在软骨修复中,有利于软骨损伤修复的进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
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