[发明专利]一种磁性自愈性生物玻璃/水凝胶复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种磁性自愈性生物玻璃/水凝胶复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：通过对生物玻璃粉末进行氨基化表面改性，提高其表面活性位点；同时制备在壳聚糖醋酸溶液中可以稳定存在的Fe3O4@SiO2复合磁性粉末；并合成了双端带有苯甲醛基的聚乙二醇（DFPEG），将其作为凝胶因子交联生物玻璃/壳聚糖复合溶液，可快速制备获得具有稳定磁性自愈性的生物玻璃/水凝胶复合材料。该方法简单高效，磁性自愈性效果稳定，所用原料价廉易得。所制备的复合材料具有良好的生物相容性，在外部磁场作用下，能够被驱动改变位置，可应用于伤口缺损的智能修补、药物控制缓释、生长因子输运和细胞培养等新型智能生物医用领域。

主权项

1.一种磁性自愈性生物玻璃/水凝胶复合材料的快速制备方法，其特征在于:包括以下步骤:（1）将生物玻璃粉末进行球磨后过筛获得粒径在45微米以下的粉末，放入37 ℃的恒温水中并持续地通入氮气以除去水中溶解的氧气，加入浓度为0.1 mol/L的硝酸铈铵溶液磁力搅拌充分反应30 min，随后持续30 min滴入聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应1 h后用去离子水和无水乙醇反复清洗至中性，离心干燥获得粉末放入按质量比乙二胺:水=3:2配成的125 mL混合溶液中，并在80 ℃条件下搅拌1~6 h，最后采用去离子水和乙醇反复清洗至中性后离心干燥，得到表面氨基化改性的生物玻璃粉末，标记为NBG；（2）量取400 ml去离子水，通氮气20 min以排除水中的溶解的氧气，加入23.35 g FeCl3•6H2O和8.6 g FeCl2•4H2O，快速搅拌至其完全溶解后加入60 ml NH3•H2O，在温度60 ℃下水浴超声处理1 h，之后借助磁铁用去离子水和酒精反复清洗获得Fe3O4粉末；将所得的Fe3O4粉末加入400 ml溶有47.5 g Na2SiO3•9H2O的溶液中，机械搅拌并加热至80 ℃，随后逐滴加入2 mol/L的HCl溶液使pH值达到6‑7，经过去离子水和酒精多次清洗之后冷冻干燥，获得稳定化处理的Fe3O4@SiO2复合磁性粉末，标记为MS；（3）将壳聚糖溶解于稀醋酸溶液中，磁力搅拌1小时后得到壳聚糖醋酸溶液，其中稀醋酸溶液为醋酸与水按体积比为2:100配置而成；（4）将步骤（1）中得到的表面氨基化改性的生物玻璃粉末NBG和步骤（2）中得到的Fe3O4@SiO2复合磁性粉末MS按重量比为8~20:1混合均匀，采用紫外照射进行消毒处理后，按1~20 g/L的比例缓慢加入到步骤（3）所获得的壳聚糖醋酸溶液中，超声处理1 h，并磁力搅拌1 h，获得MS/NBG/壳聚糖复合溶液；（5）通过酯化反应以对醛基苯甲酸修饰PEG得到DFPEG，其步骤是将PEG按30 g/L的浓度不断搅拌溶解于100 mL的四氢呋喃中，待完全溶解后加入对醛基苯甲酸和催化剂4‑二甲氨基吡啶，充分搅拌至完全溶解，再加入N,N’‑二环己基碳二亚胺，于室温搅拌3~12 h，过滤去除沉淀后，将滤液浓缩并干燥后获得DFPEG粉末，将DFPEG粉末按重量比1:5溶于去离子水，得到DFPEG凝胶因子溶液；（6）将步骤（5）中得到的DFPEG凝胶因子溶液逐滴快速加入到步骤（4）所获得的MS/NBG/壳聚糖复合溶液中，并快速搅拌1 min即制得具有磁性自愈性的生物玻璃/水凝胶复合材料。