[发明专利]一种具有电活性的高强度水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物医用材料领域，公开了一种具有电活性的高强度水凝胶及其制备方法和应用。将对苯乙烯磺酸钠和丙烯腈溶解于有机溶剂中，然后加入压电材料、交联剂和引发剂，惰性气氛下保温反应，得到水凝胶预聚物，然后将水凝胶预聚物在PBS溶液中浸泡处理，完全移除有机溶剂后得到具有电活性的高强度水凝胶。本发明的制备方法工艺简单，过程可控性好，重复性高，制得的水凝胶无毒无害、生物相容性良好，可用于制备不同人体硬组织的修复材料，具有较大的推广价值。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种具有电活性的高强度水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

传统的压电材料例如压电陶瓷往往力学性能与人体组织不匹配，往往在植入人体后经常出现与组织滑脱，导致植入的效果不理想。而对于压电高分子材料如PVDF虽然具有柔性好，可拉伸，透明性好，但是传统的PVDF材料非常疏水，作为人体支架材料往往不利于组织的生长。因此，人们期望能开发一种具有与生物组织力学性能匹配、亲水性好、安全性好、具有压电性的生物支架材料。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种具有电活性的高强度水凝胶的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的具有电活性的高强度水凝胶。

本发明的再一目的在于提供上述具有电活性的高强度水凝胶在制备人体硬组织修复材料中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种具有电活性的高强度水凝胶的制备方法，包括如下制备步骤：

将对苯乙烯磺酸钠(NaSS)、丙烯腈(AN)、压电材料、交联剂和引发剂依次溶解于有机溶剂中，惰性气氛下保温反应，得到水凝胶预聚物，然后将水凝胶预聚物在PBS溶液中浸泡处理，完全移除有机溶剂后得到具有电活性的高强度水凝胶。

优选地，所述压电材料选自铌酸钾钠(KNN)、锆钛酸铅(PZT)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种。

优选地，所述有机溶剂选自二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、乙二醇二甲醚中的至少一种。

优选地，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。

优选地，所述引发剂为热引发剂或者光引发剂，更优选为过硫酸铵(APS)。

优选地，上述制备方法中，各组分质量比为对苯乙烯磺酸钠:丙烯腈:压电材料:交联剂:引发剂为(10～20):(60～80):(5～20):(4～6):(0.5～1)，溶解于有机溶剂的固含量为10～15w/v％(g/mL)。

优选地，所述惰性气氛是指氮气气氛。

优选地，所述保温反应的温度为40～60℃，保温反应的时间为60～120min。

优选地，上述制备方法中，在保温反应前还可加入抗氧化剂、抗菌剂等添加剂。

优选地，所述浸泡处理的时间为3～5天。

一种具有电活性的高强度水凝胶，通过上述方法制备得到。

上述具有电活性的高强度水凝胶在制备人体硬组织修复材料中的应用。

相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：

本发明的制备方法工艺简单，过程可控性好，重复性高，制得的水凝胶无毒无害、生物相容性良好，可用于制备不同人体硬组织的修复材料，具有较大的推广价值。

附图说明

图1是对比例所得水凝胶及实施例2制备的具有电活性的高强度水凝胶的压缩应力-应变图；