[发明专利]一种可用于3D打印和伤口修复的纳米二氧化硅复合水凝胶有效

专利信息
申请号: 201610303155.1 申请日: 2016-05-10
公开(公告)号: CN106011203B 公开(公告)日: 2019-11-05
发明(设计)人: 吕雅楠;王启刚;胡文 申请(专利权)人: 同济大学
主分类号: C12P21/00 分类号: C12P21/00;A61L27/24;A61L27/02;A61L27/52;A61L27/54;A61L27/56;A61L27/50;A61L27/58;B29C67/00;B33Y40/00
代理公司: 上海东亚专利商标代理有限公司 31208 代理人: 董梅
地址: 200092 *** 国省代码: 上海;31
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摘要: 发明涉及一种可用于3D打印和伤口修复的纳米二氧化硅复合水凝胶,属高分子生物材料,由末端接有β‑二羟基化合物的纳米二氧化硅作为引发剂和交联剂,以末端接有双键的明胶为单体,将两者均匀分散在水溶液中,在葡萄糖和葡萄糖氧化酶的作用下,通过酶催化自由基聚合制得。通过调节β‑二羟基化合物的纳米二氧化硅、葡萄糖和葡萄糖氧化酶的组分浓度,可以控制在室温下6min~30min内制备得到水凝胶,该水凝胶具有温和高效、机械性能良好、生物相容性强的特点,因此,可用于3D打印和细胞培养,在水凝胶中负载上成纤维细胞生长因子可用在伤口修复等组织工程上。
搜索关键词: 一种 用于 打印 伤口 修复 纳米 二氧化硅 复合 凝胶
【主权项】:
1.一种纳米二氧化硅复合水凝胶,其特征在于,将末端接有β‑二羟基化合物的纳米二氧化硅的颗料作为引发剂与末端接有双键的丙烯化明胶为单体,将二者按照重量比为3:8均匀分散在水溶液中,加入葡萄糖和葡萄糖氧化酶酶促自由基聚合合成纳米二氧化硅复合水凝胶,按下述步骤制备:第一步,末端接有β‑二羟基化合物的纳米二氧化硅的合成:2.8mL正硅酸乙酯逐滴加入到搅拌中的147mL无水乙醇中,随后加入3mL去离子水和7.5mL28%的氨水,混合均匀后在40℃水浴中回流8h,随后,将1mL硅烷偶联剂 KH590加入混合液,在40℃水浴中回流8h;随后将混合液离心、洗涤两次,便得到末端接有巯基的二氧化硅纳米颗粒,将离心下来的纳米颗粒分散在pH=7.2,15mL的Tris‑HCl缓冲液中,加入20mg二硫苏糖醇搅拌1h,随后,加入250mg β‑二羟基化合物于溶液中,在27℃下搅拌2.5h,得到目标溶液;将反应好的目标溶液在去离子水中透析2天,每半天换一次去离子水,并冻干,得到末端接有β‑二羟基化合物的纳米二氧化硅冻干颗粒;第二步,丙烯化明胶的制备:将1.2g明胶和120mg 丙烯酸琥珀酰胺酯加入到100mL单口烧瓶内,再在烧瓶中加入60mL去离子水,在35℃水浴中搅拌2.5h,随后将反应好的目标溶液装入分子量为1000的透析袋中,在35℃的去离子水中透析两天,每半天换一次去离子水,并冻干,得到丙烯化的明胶,该明胶在末端接有双键;第三步,在葡萄糖氧化酶酶促自由基聚合合成纳米二氧化硅复合水凝胶:将30mg末端接有β‑二羟基化合物的纳米二氧化硅和80mg的丙烯化的明胶加入到3mL透明小玻璃瓶内,随后加入690mg的去离子水中混合均匀,之后加入100μL 浓度为10mg/mL的葡萄糖氧化酶和为1M葡萄糖溶液100μL,混合之后静置在37℃水浴中,30分钟后便得到半透明的白色水凝胶固体;第一步中,接在二氧化硅表面的β‑二羟基化合物为N‑羟基‑5‑降冰片烯‑2,3‑二甲酰亚胺。
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