[发明专利]一种具有动态润滑自修复能力的剪切力响应超分子仿生关节软骨材料及其制备方法

摘要

一种具有动态润滑自修复能力的剪切力响应超分子仿生关节软骨材料及其制备方法，属于仿生自修复润滑关节软骨材料及其制备技术领域。受关节软骨的启发，我们将共价交联的高强度水凝胶网络、剪切力响应的超分子网络和本征自修复的结构基元有机结合，提出一种制备仿关节软骨活性功能的超分子智能水凝胶材料，其本身具有良好的力学性能和剪切自润滑功能作用；更重要的是材料通过剪切力响应的渗出润滑层与自修复基元的协同相互作用，在模拟动态渗出润滑机制的同时，实现了材料磨损后对三维网络结构和剪切力响应自润滑功能的双重修复。该设计理念可以应用于新型人造关节软骨或自修复润滑器件的制备，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种具有动态润滑自修复能力的剪切力响应超分子仿生关节软骨材料的制备方法，其步骤如下：(1)量取1～100mL单体1于锥形瓶中，然后称取1～40g单体2固体粉末加入到单体1中，再向单体1中加入交联剂4和引发剂5，交联剂和引发剂的终浓度均为0.05μg/mL～0.05g/mL，磁力搅拌(转速为100～2000r/min)1～50min使溶液混合均匀；(2)取步骤(1)中配制溶液40mL，加入0.02～32g单体3，在35～95℃条件下磁力搅拌0.5～5h使单体3溶解；溶解后将溶液冷却至室温，得到单体3浓度为0.5～800mg/mL的溶液；将该溶液在40～80℃条件下水浴加热3～48h或紫外光照5min～12h成胶，用去离子水冲洗胶体样品表面除去残留单体，得到的水凝胶即为本发明所述的具有动态润滑自修复能力的剪切力响应超分子仿生关节软骨材料，于恒温恒湿室温条件下保存；上述步骤(1)中的单体1为异丙基丙烯酰胺、胆酸、辛基酚聚乙氧基丙烯酸酯、环糊精、聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯端封聚氨酯醚、甲基丙烯酸乙酯、乙烯吡咯烷酮、硫酸软骨素复合醛、琥珀酰壳聚糖、3‑((2‑(甲基丙烯酰氧基)乙基)二甲基胺)丙烯‑1‑磺酸盐、软木脂、丙烯酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸十八酯、氨乙基甲基丙烯酸酯、二环戊二烯、丙烯酰氨基己酸、萘丸、二茂铁或羟乙基丙烯酰胺；单体2为海藻酸钠‑二氧化硅、海藻酸钠、丙烯酰胺、N，N‑二甲基丙烯酰胺、乙烯苯三唑、尿素、聚乙烯醇、壳聚糖、透明质酸钠、纤维素或琼脂、丙烯酸钠、丙烯酰甘氨酰胺、聚乙二醇二丙烯酸脂或N‑异丙基丙烯酰胺；单体3为瓜尔豆胶‑聚乙二醇二缩水甘油醚、芴甲氧羰基‑L‑色氨酸、藻胶‑氨基己酸、腺嘌呤‑核黄素磷酸钠、磷脂酰胆碱脂、透明质酸‑甲基纤维素、壳聚糖‑特比萘芬‑丙二醇、壳聚糖‑锂皂石‑氧化乙烯、聚乳酸‑聚乙烯胺、透明质酸‑环糊精‑金刚烷、环糊精‑氧化乙烯、苯基丙氨酸‑芘、甲醇‑赖氨酸、山嵛酸酰胺‑芥子酸酰胺或透明质酸‑蛋白聚糖；交联剂4为戊二醛、京尼平、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺、1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐或N‑羟基琥珀酰亚胺；引发剂5为过硫酸钾或过硫酸铵或酮戊二酸。