[发明专利]几丁质水凝胶及其制备方法

说明书

本公开提供了一种几丁质水凝胶及其制备方法，其中，该制备方法包括：加热含有壳聚糖和热成型凝胶材料的混合溶液，其中，壳聚糖的浓度为0.1‑10％，热成型凝胶材料浓度为0.5‑10％；将加热后的混合溶液冷冻，得到含有壳聚糖的水凝胶，其中，含有壳聚糖的水凝胶具有各向异性取向结构；将含有壳聚糖的水凝胶放入有机溶剂中进行溶剂置换出水溶液后，放入醋酸酐的甲醇溶液中进行乙酰化交联，再放入水溶液中进行溶剂交换得到几丁质水凝胶。

技术领域

本公开涉及水凝胶材料的技术领域，尤其涉及一种几丁质水凝胶及其制备方法，具体地，涉及一种基于溶剂交换辅助的乙酰化交联制备的几丁质水凝胶。

背景技术

水凝胶材料在生物医学领域具有重大的应用前景，然而水凝胶材料的自身毒性、细胞相容性不足、受到体内的免疫排斥、缺乏抗污能力导致在体内产生炎症或发生排斥反应等问题给水凝胶材料的发展带来了诸多挑战。几丁质是一种具有生物相容性、生物降解性、可持续性的天然生物质材料。然而，由于几丁质材料稳定的难容性，几丁质水凝胶材料的制备一直是一项巨大的挑战。现有的制备策略具有力学性能不足、有毒试剂的引入、条件苛刻、成本较高、工艺复杂难以大规模制备等问题，制约了其在生物医用水凝胶材料的应用。

因此，开发一种绿色、高效的方法制备几丁质水凝胶材料，改善材料的力学性能和抗污能力，拓宽几丁质水凝胶材料在生物医学领域的应用具有重要意义。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供了一种几丁质水凝胶及其制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题。

为了解决上述技术问题，本公开提供的技术方案如下：

作为本公开的一个方面，提供了一种几丁质水凝胶的制备方法，包括：

加热含有壳聚糖和热成型凝胶材料的混合溶液，其中，壳聚糖的浓度为0.1-10％，热成型凝胶材料的浓度为0.5-10％；

将加热后的混合溶液冷冻，得到含有壳聚糖的水凝胶，其中，含有壳聚糖的水凝胶具有各向异性取向结构；

将含有壳聚糖的水凝胶放入有机溶剂中进行溶剂置换后，放入醋酸酐的甲醇溶液中进行乙酰化交联，再放入水溶液中进行溶剂交换得到几丁质水凝胶。

在其中一个实施例中，醋酸酐的甲醇溶液的浓度为0.1～90％；

乙酰化交联的温度为0～80℃；

乙酰化交联的时间为1～12h。

在其中一个实施例中，混合溶液为酸性水溶液，包括甲酸溶液、乙酸溶液、丙酸溶液和盐酸溶液中的一种或多种；

酸性水溶液的浓度为0.05～5％；

壳聚糖和酸性水溶液的添加质量比为2：1。

在其中一个实施例中，冷冻方式包括无序冷冻、单向冷冻、双向冷冻、三向冷冻中的任意一种。

在其中一个实施例中，冷冻方式的温度为-200～0℃，降温速率为0.1～200℃/min。

在其中一个实施例中，各向异性取向结构包括层状结构、柱状结构、类细胞状结构中的任意一种。

在其中一个实施例中，本公开提供的制备方法还包括：

将冷冻替换为在常温下冷却，常温条件下冷却得到的含有壳聚糖的水凝胶具有各向同性取向结构。

在其中一个实施例中，热成型凝胶材料包括琼脂糖、琼脂粉、明胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸、蛋白质和海藻酸钠中的一种或多种；

有机溶剂包括乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或多种。

在本公开的另一方面，提供了一种几丁质水凝胶，通过上述的制备方法制得。