[发明专利]一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶，其特征在于：以N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和甲基丙烯酰化明胶(GelMA)为单体，通过引发聚合单体发生水相自由基共聚反应，将聚(N-丙烯酰基甘氨酸)(PACG)超分子聚合物引入到化学交联的甲基丙烯酰化明胶(GelMA)水凝胶网络中，即得到超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶，所得超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶的三维网络结构由甲基丙烯酰化明胶(GelMA)之间的化学交联和聚(N-丙烯酰基甘氨酸)(PACG)侧链上羧基及酰胺基团之间的双重氢键交联作用共同构成，其中，丙烯酰基甘氨酸(ACG)的质量分数为6-35wt％；甲基丙烯酰化明胶(GelMA)的质量分数为4-10wt％。

2.根据权利要求1所述的一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶，其特征在于：溶剂采用去离子水，将N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和甲基丙烯酰化明胶(GelMA)均溶于去离子水中，并引发两种聚合单体发生水相自由基聚合反应。

3.根据权利要求1所述的一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶，其特征在于：引发剂的浓度为1-3mg/mL。

4.根据权利要求1所述的一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶，其特征在于：引发剂为过硫酸铵(APS)、过硫酸钾(KPS)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Irgacure 1173)或者Irgacure 2959，采用热引发，反应时间为1-5h；采用光引发，反应时间为20-60min。

5.一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶的制备方法，其特征在于：以N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和甲基丙烯酰化明胶(GelMA)为单体，通过引发聚合单体发生水相自由基共聚反应，将聚(N-丙烯酰基甘氨酸)(PACG)超分子聚合物引入到化学交联的甲基丙烯酰化明胶(GelMA)水凝胶网络中，即得到超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶，所得超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶的三维网络结构由甲基丙烯酰化明胶(GelMA)之间的化学交联和聚(N-丙烯酰基甘氨酸)(PACG)侧链上羧基及酰胺基团之间的双重氢键交联作用共同构成，其中，丙烯酰基甘氨酸(ACG)的质量分数为6-35wt％；甲基丙烯酰化明胶(GelMA)的质量分数为4-10wt％。

6.根据权利要求5所述的一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶的制备方法，其特征在于：溶剂采用去离子水，将N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)和甲基丙烯酰化明胶(GelMA)溶于去离子水中，并引发两种聚合单体发生水相自由基聚合反应。

7.根据权利要求5所述的一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶的制备方法，其特征在于：引发剂的浓度为1-3mg/mL。

8.根据权利要求5所述的一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶的制备方法，其特征在于：引发剂为过硫酸铵(APS)、过硫酸钾(KPS)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Irgacure 1173)或者Irgacure2959，采用热引发，反应时间为1-5h；采用光引发，反应时间为20-60min。

9.根据权利要求1-4任一所述的一种超分子聚合物增强的生物可降解高强度明胶基水凝胶在组织工程支架材料中应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述水凝胶的拉伸强度为0.05-1.11MPa，杨氏模量为0.05-0.32MPa，压缩模量为0.17-0.84MPa，压缩强度为1.91-12.40MPa，且通过改变甲基丙烯酰化明胶(GelMA)与N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)的质量分数来调节水凝胶的力学性能；所述水凝胶在II型胶原酶的作用下能够“完全降解”，且通过改变甲基丙烯酰化明胶(GelMA)与N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)的质量分数来调节水凝胶的降解速率。