CN110862481A - 一种基于疏水作用自愈合水凝胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于疏水作用自愈合水凝胶及其制备方法，属于生物医学材料技术领域。可由下述方法制得：以96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)作为疏水剂，将C18溶解在NaCl‑表面活性剂体系中，以N‑异丙基丙烯酰胺(NIPA)和丙烯酰胺(AAm)作为原料，以N，N，N’，N’‑四甲基乙二胺(TEMED)作为促凝剂，过硫酸铵(APS)作为引发剂，通过胶束共聚法制备自愈合水凝胶。该水凝胶具有良好的力学性能、生物相容性和生物降解性，优良的自愈合能力，可作为生物医药领域的材料使用。

Description

一种基于疏水作用自愈合水凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种自愈合水凝胶的制备方法，属于生物医学材料技术领域。
背景技术
水凝胶作为一种具有良好的生物相容性、可被赋予多种功能(如可降解性刺激响应性等)的材料，它可以通过与细胞的相互作用从而引导细胞功能表达并进一步形成新生组织，它还可以储存并释放药物，因而它在组织粘合剂、药物控制储存与释放等领域拥有重大的潜在应用价值。但传统的水凝胶存在在受损后不能自愈合且力学强度差等问题，所以极大地限制了其在生物医学领域的应用。自愈合材料是一类具有内在自动损伤修复能力的智能材料，现有愈合方式有两种，一种是通过光、热、pH或催化剂等外界因素自触发愈合过程，但这一过程不仅消耗许多能量，而且它们的愈合过程较为复杂，尤其是在生物医学领域方面，这大大限制了自愈合水凝胶的应用；另一种是自愈合水凝胶受损后，不通过外力作用，进行自我修复，现已成为目前智能材料的研究热点之一。随着科学技术的发展，科学家们在自愈合水凝胶的堵多方面已经做了大量的研究，但从目前的研究情况来看，要使自愈合水凝胶满足生物医学领域方面的需要，这就需要它们具有良好生物相容性、生物可降解性和无毒性，无需外力作用而进行自修复。
不通过外力进行愈合的自愈合水凝胶可分为物理自愈合水凝胶和化学自愈合水凝胶，化学自愈合水凝胶通常通过可逆共价键自愈合，物理自愈合水凝胶一般通过氢键、静电作用、疏水作用进行自愈合。自愈合机理基于动态化学键的可逆作用，需要进行复杂的化学反应，制备过程繁琐，且多以有机溶剂为反应体系，容易产生环境污染，废液难处理等问题。物理作用自愈合水凝胶可克服这些缺点，其交联点均具有瞬态特征，处于交联与解交联的动态平衡过程中，而凝胶的内应力也在这一动态平衡过程中得到松她，物理型凝胶在制备具有自愈合性能的凝胶中具有更大优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于疏水作用自愈合水凝胶，该凝胶具有良好的力学强度、生物相容性和生物降解性，以及优良的自愈合能力。本发明所提供的基于疏水作用自愈合水凝胶可由以下方法制得：
在25℃下量取一定量NaCl(0.7M)和表面活性剂溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
本发明的另一目的在于提供一种基于疏水作用自愈合水凝胶的制备方法，制备方法包括以下步骤：
在25℃下量取一定量NaCl(0.7M)和表面活性剂溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5gN-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
有益效果
本发明所提供的基于疏水作用自愈合水凝胶具有良好的力学性能、生物相容性和生物降解性，优良的自愈合能力，可应用于生物医药领域。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步说明和描述。
实施例1：
在25℃下量取NaCl(0.7M)和十二烷基硫酸钠(SDS)(0.17M)溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
实施例2：
在25℃下量取NaCl(0.7M)和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)(0.24M)溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
实施例3：
在25℃下量取NaCl(0.7M)和吐温80(TW80)(0.31M)溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
实施例4：
在25℃下量取NaCl(0.7M)和油酸钠(NAOL)(0.17M)溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
实施例5：
在25℃下量取NaCl(0.7M)和十二烷基硫酸钠(SDS)(0.24M)溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
实施例6：
在25℃下量取NaCl(0.7M)和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)(0.31M)溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发。待C18溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀。将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。

Claims (6)

1.一种基于疏水作用自愈合水凝胶及其制备方法，其特征在于具有良好的力学性能、生物相容性和生物降解性，优良的自愈合能力，所述凝胶可由下述方法制得：
在25℃下量取一定量NaCl(0.7M)和表面活性剂溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发，待C18溶解后，加入0.5gN-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀，将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
2.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于具有良好的力学性能、生物相容性和生物降解性，优良的自愈合能力，可应用于生物医学领域。
3.基于疏水作用自愈合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
在25℃下量取一定量NaCl(0.7M)和表面活性剂溶于9.8mL蒸馏水中，用搅拌器搅拌获得透明溶液后，取88uL 96％的甲基丙烯酸十八烷基酯(C18)溶解在NaCl-表面活性剂体系中，继续搅拌2h，搅拌期间用保鲜膜封口防止水分蒸发，待C18溶解后，加入0.5gN-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和0.5g丙烯酰胺(AAm)反应0.5h。将25uL N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)和0.1mL过硫酸铵(APS)(0.08g/mL)添加到反应溶液中，搅拌均匀，将所得溶液倒入玻璃板中，静置24h，制得的凝胶放置在保鲜膜内保存，以防止凝胶水分的挥发。
4.根据权利要求3所述一种基于疏水作用自愈合水凝胶制备方法，其特征在于所述步骤中NaCl的浓度为0.7M。
5.根据权利要求3所述一种基于疏水作用自愈合水凝胶制备方法，其特征在于所述步骤中表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、油酸钠(NAOL)吐温80(TW80)，浓度为0.17M～0.31M。
6.根据权利要求3所述一种基于疏水作用自愈合水凝胶制备方法，其特征在于所述步骤中NIPA∶AAm＝1∶1。
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