[发明专利]一种双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D-cGO及其制备方法与应用

说明书

一种双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D‑cGO，是由N‑异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）、HE‑壳聚糖、D‑cGO通过自由基聚合反应以接枝反应制得。本发明利用聚（N‑异丙基丙烯酰胺）的温敏性，D‑cGO的多活性片层结构，以及HE‑壳聚糖优越的物理化学性质，通过简单的自由基聚合反应以及接枝反应得到的一种新型的微凝胶。该双功能型微凝胶兼具温度响应性以及良好机械性，具有良好的生物相容性。人骨髓间充质干细胞（hMSCs）依托于双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D‑cGO的支架环境中，通过调控温度，实现溶胶‑凝胶的转变，成功地进行干细胞的3D培养。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域。具体涉及一种双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D-cGO及其制备方法与应用。

背景技术

聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）是由单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）交联聚合，产生的一种温敏可逆水凝胶。在其LCST 前后，可进行亲水溶胀或疏水收缩。同时，它与人体有着良好的生物相容性[Journal of Polymer Research (2018) 25: 19]。HE-壳聚糖是将羟乙基添加至壳聚糖，进而改善其水溶性[SHAO et al. / J. Ocean Univ. China(Oceanic and Coastal Sea Research) 2015 14: 703-709]。目前，由于HECs优越的物理化学性质，以及生物相容性和生物降解性，已被广泛应用于医药载体、组织工程等生物材料。实验室成功获得了制备HE-壳聚糖的快捷制备方法，生物相容性好，可以用于组织工程领域[专利公布号：CN108478874A]。D-cGO为氧化石墨烯（GO）的多功能衍生物，通过选用二硫苏糖醇（DTT）交联GO网络，增强其表面活性以及分散性。而且，可有效提高纳米复合水凝胶的机械性能[ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 3003−3008]。

人骨髓间充质干细胞（hMSCs）是一类具有强大增殖能力和多向分化潜能的多能干细胞，被广泛应用于细胞工程、再生医学、细胞治疗和组织工程等领域。近年来，有大量的研究聚焦于构建三维支架体系，用于干细胞的3D培养。与2D相比，3D平台将更好地模拟人体内的微环境[Molecules 2018, 23, 553]。从而，明显地改善细胞产量，防止细胞聚集，有利于细胞生长和增殖。

发明内容

本发明的目的是提供一种双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D-cGO，同时提供其制备方法及应用是本发明的又一发明目的。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D-cGO，是由N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）、HE-壳聚糖（HECs）、D-cGO通过自由基聚合反应以接枝反应制得。

所述的双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D-cGO的制备方法，包括以下步骤：

1）D-cGO的制备：将氧化石墨烯溶于去离子水中，超声处理后，加入二硫苏糖醇（DTT）溶液，加热搅拌制得D-cGO溶液；

2）PNIPAM/HECs的制备：以1%的乙酸溶液为溶剂， HECs 和NIPAAM在交联剂、引发剂以及催化剂的协助下反应得到复合物PNIPAM/HECs；

3）PNIPAM/HECs/D-cGO的制备：将D-cGO溶液和复合物PNIPAM/HECs在0℃下反应制得双功能型微凝胶PNIPAM/HECs/D-cGO。

所述D-cGO的制备过程为：将4mg氧化石墨烯溶于（4～6）ml去离子水中，低温冰浴超声2～3h，加入0.58ml二硫苏糖醇（DTT）溶液并在85～90℃下搅拌30～35min，制得D-cGO。

所述PNIPAM/HECs复合物的制备过程为：