[发明专利]一种交联度可调的紫外光固化透明质酸水凝胶的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种交联度可调的紫外光固化透明质酸水凝胶的制备方法。通过控制交联剂的含量，可以有效地调节水凝胶的交联度和吸水率。对制备的水凝胶进行了流变试验和压缩试验。结果表明，水凝胶经紫外光引发后可迅速固化，机械强度达70kpa，与血管强度相近。此外，该水凝胶具有较高的成型精度，可以完美复刻微米尺度流道。该透明酸水凝胶在促进血管内皮生长因子VEGF释放方面也非常有效。

技术领域

本发明涉及一种交联度可调的紫外光固化透明质酸水凝胶的制备方法及其应用。

背景技术

生物质水凝胶以其降解性、绿色来源和较高的生物相容性等优点，在伤口愈合、组织支架和药物释放等方面得到了很大的发展。然而，其他化学分子的引入和复杂的制备过程将不可避免地导致小分子的残留。这些分子很难清除，而且其中大多数对细胞是有毒的。此外，传统的生物质水凝胶聚合速度慢，成型精度低，微米尺寸难以有效控制，限制了其在生物学中的广泛应用。

透明质酸是一种广泛存在于细胞外基质(ECM)中的生物材料。它是一种可降解和高度生物兼容的天然线性聚合物，可促进皮肤修复和伤口愈合。它在组织工程、药物交付和免疫调节等各种生物过程中也起着非常重要的作用。此外，透明质酸具有优良的保水性能，由此制备的水凝胶具有含水率高、透明度好、生物相容性好等优点。全生物源、高精度生物质水凝胶的快速成型是目前生物材料发展的趋势。

发明内容

本发明目的是提供一种完全生物源，可完全生物降解而且交联度可调的紫外光固化透明质酸水凝胶的制备方法及其应用，利用硫醇点击化学快速聚合制备了交联度可调的高精度透明质酸水凝胶。

本发明采用的技术方案是：

一种交联度可调的紫外光固化透明质酸水凝胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将分子量为100000的透明质酸溶于去离子水(1～3wt％)，形成均匀透明的溶液，加入1～1.5倍体积的DMF，机械搅拌，冷却至3～4℃，并保持该搅拌及温度条件；取摩尔比为1.2～1.5倍的甲基丙烯酸酐的缓慢滴加，每秒1～3滴；之后用0.4～0.6M氢氧化钠溶液调节混合物的pH值至8～9；反应10～12h后，然后加入0.5M氯化钠固体继续搅拌0.5～1h；以乙醇为沉淀剂，得到白色絮凝沉淀；沉淀物用水和乙醇混合物洗涤，水和乙醇的体积比1/9～3/7，洗涤时体积比依次递减；最后，将产品溶解在去离子水(1～2wt％)中，透析2～4天，冷冻干燥，得到白色海绵状固体，即甲基丙烯酸化透明质酸(HAMA)；

(2)将N-乙酰-L-半胱氨酸溶于去离子水中(0.01～0.1mol/L)，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(0.0001～0.001mol/L)和季戊四醇(0.002～0.005mol/L)，加入4-二甲基氨基吡啶

(0.005～0.01g)，持续反应6～12小时，重结晶后得到四臂巯基交联剂(PE(NAC)₄)；

(3)将步骤(1)所得的甲基丙烯酸化透明质酸溶于去离子水中，加入步骤(2)制备的四臂巯基交联剂(0.5～5wt％)和0.1wt％的光引发剂(Irgacure 2959)；然后在紫外光(405nm，5cm)下固化一段时间，得到透明质酸水凝胶；加入不同质量分数的四臂巯基交联剂得到不同交联度的水凝胶(HAMA/PE(NAC)₄)。

进一步，所述的四臂巯基交联剂是一种水性交联剂。

所述步骤(2)中，将N-乙酰-L-半胱氨酸溶于去离子水中(0.01～0.1mol/L)，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(0.0001～0.001mol/L)和季戊四醇(0.002～0.005mol/L)，加入4-二甲基氨基吡啶(0.005～0.01g)，持续反应6～12小时，重结晶后得到四臂巯基交联剂(PE(NAC)₄)；