一种生物基自修复水凝胶及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112341640A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号202011232576.2(22)申请日2020.11.06(71)申请人南京工业大学地址211816江苏省南京市江北新区浦珠南路30号(72)发明人迟波杨荣徐虹(74)专利代理机构江苏致邦律师事务所32230代理人徐蓓邵林(51)Int.Cl.C08J3/075(2006.01)C08L77/04(2006.01)C08L5/08(2006.01)C08G69/48(2006.01)C08B37/08(2006.01)A61L26/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图4页(54)发明名称一种生物基自修复水凝胶及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种生物基自修复水凝胶及其制备方法和应用，制备方法包括将半胱氨酸修饰的γ‑聚谷氨酸和醛基化透明质酸聚合物于水或缓冲溶液中混合成型即得。本发明通过半胱氨酸分子上的巯基基团和醛基之间的硫醇‑醛加成反应，在生理pH环境下构建动态共价交联水凝胶，具有自适应性、自愈合性和可生物降解等优点，且操作便捷，如自由成型、易于注射，有望应用于医用敷料、3D打印及组织工程等领域。CN112341640ACN112341640A权利要求书1/1页1.一种生物基自修复水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备半胱氨酸分子修饰的γ-聚谷氨酸聚合物；(2)制备醛基化透明质酸聚合物；(3)分别配置第一原液和第二原液，所述第一原液的溶质为步骤(1)得到的所述半胱氨酸分子修饰的γ-聚谷氨酸聚合物，溶剂为水或PBS缓冲液，所述第二原液的溶质为步骤(2)得到的醛基化透明质酸聚合物，溶剂为水或PBS缓冲液；将所述第一原液和所述第二原液混合成型，即得所述生物基自修复水凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括如下步骤：(1-1)向含有γ-聚谷氨酸的水溶液或含有γ-聚谷氨酸的缓冲溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺或1-羟基苯并三唑后活化；(1-2)将半胱氨酸盐酸盐加入到步骤(1-1)活化后的体系中，反应18～32h后于水中透析，即得所述半胱氨酸分子修饰的γ-聚谷氨酸聚合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1-1)所述γ-聚谷氨酸的分子量为10万～200万道尔顿。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述γ-聚谷氨酸中的羧基与所述半胱氨酸盐酸盐的摩尔比为1:0.5～3。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：向透明质酸的水溶液中加入高碘酸钠水溶液，于4～50℃下反应1～6h，之后加入过量的乙二醇，反应1～6h后于水中透析，即得所述醛基化透明质酸聚合物。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述透明质酸的分子量为30万～200万道尔顿。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，高碘酸钠与透明质酸的摩尔比为1～3:1。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述第一原液和所述第二原液的用量满足：半胱氨酸分子修饰的γ-聚谷氨酸聚合物上的巯基与醛基化透明质酸上醛基的摩尔比为1:0.3～3。9.权利要求1-8所述制备方法制得的生物基自修复水凝胶。10.权利要求1-8所述制备方法制得的生物基自修复水凝胶在医疗器械、3D打印或组织工程材料领域中的应用。2CN112341640A说明书1/9页一种生物基自修复水凝胶及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种生物基自修复水凝胶及其制备方法和在生物医药中的应用。具体是通过半胱氨酸修饰的γ-聚谷氨酸和醛基化透明质酸动态共价交联的方法得到的可注射的自修复水凝胶。背景技术[0002]水凝胶是一种极具吸引力的生物材料，在许多方面都具有广泛的应用前景，尤其是在组织工程和再生医学领域。动态共价交联水凝胶的聚合物网络具有自适应性和自愈合性，被破坏后可以自发修复，已成为医用材料领域的研究热点。[0003]目前，水凝胶材料的成型方式主要包括化学交联、辐射交联、光引发聚合和物理交联四种方式。但现有技术的成型方式往往不够温和，或者交联成型后的水凝胶无法适配不规则伤口，存在生物相容性差和无法自修复等问题。[0004]γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种天然微生物来源的聚肽高分子，相对分子质量在10万～200万之间，其侧链存在大量游离羧基，易于各类化学修饰，且具有良好的生物相容性、生物可降解性以及与蛋白质相似的仿生二级结构等优点。因而聚谷氨酸水凝胶在3D细胞培养、组织工程领域等方面被认为是最具应用潜力的生物材料之一，受到越来越多的关注。[0005]如中国发明