[发明专利]一种双改性化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种双改性的化合物，该化合物以透明质酸分子或硫酸软骨素分子为基本骨架，进行醛基化反应后，接枝上甲基丙烯酸分子，形成可光固化的水凝胶化合物。该化合物可形成两级交联结构，从而增加生物胶水的粘附性，提高生物胶水的使用效果，由该化合物配制得到的生物胶水，生物相容性好。本发明还提供了上述化合物的制备方法，以及这种双改性的化合物在3D生物打印中的应用。

技术领域

本发明涉及3D打印材料制备的技术领域，尤其是涉及一种双改性化合物及其制备方法和应用。

背景技术

临床上出于组织粘合、止血和保护伤口的目的，会使用生物胶水对创口进行粘合。此类生物胶水的种类较少，多为复合有机物组成，其通过系列化学反应完成组织粘合。但由于其本身存在的缺陷，导致应用范围受到以下限制：(1)由于采用单一的化学交联模式对组织进行粘合，会出现粘合不牢固的问题；(2) 采用的一种或多种有机物成分，不能保持生物相容性，容易出现生物毒性。

在一些材料中，通过将甲基丙烯酸分子修饰在明胶分子上，使其具有光固化的交联特性，获得GelMA。在加入光引发剂后，可以用于基于光固化技术的3D 打印墨水。但GelMA只能依靠光引发剂形成光交联的凝胶结构，不能粘附生物组织上充当生物胶水使用。

公告号为CN111019195A的中国专利，提供了一种自愈合水凝胶及其制备方法，其中，自愈合水凝胶由咔唑改性醛基化透明质酸钠、酰肼化透明质酸钠和去离子水组成，强度为1000～100000cps。但该水凝胶需要特有的咔唑基团被激活后，才能够产生光电特性，在使用范围受到限制。

因此，如何提供具有良好生物相容性的生物胶水，是本领域的技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种双改性的化合物，该化合物以透明质酸分子或硫酸软骨素分子为基本骨架，进行醛基化反应后，接枝上甲基丙烯酸分子，形成可光固化的水凝胶化合物。该化合物可形成两级交联结构，从而增加生物胶水的粘附性，提高生物胶水的使用效果，由该化合物配制得到的生物胶水，生物相容性好。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双改性化合物，其以透明质酸分子或硫酸软骨素分子为基本骨架，进行醛基化反应后，接枝上甲基丙烯酸分子，形成可光固化的水凝胶化合物。

作为本发明技术方案的进一步描述，当所述化合物的基本骨架为透明质酸分子时，其制备方法具体包括以下步骤：

S1.醛基化透明质酸的合成：按重量份数，取0.5-2份的透明质酸粉末，加入100-500份蒸馏水，磁力搅拌、加热溶解至澄清透明；加入21-110份高碘酸钠，在避光条件下进行磁力搅拌，并在室温下反应12-20小时；再加入20-50份乙二醇中止反应，装入透析袋中，并在30-60℃的蒸馏水中透析，至反应物无异味无色透明为止，期间多次更换蒸馏水，最后收集透析袋中溶液，进行冷冻干燥，即得醛基化透明质酸；

S2.醛基化及甲基丙烯酸酯化透明质酸的合成：取0.5-2份的醛基化透明质酸，加入100-400份蒸馏水，磁力搅拌、加热溶解至澄清透明，随后加入4-10 份甲基丙烯酸酐，用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为8；在避光条件下进行磁力搅拌，并在4-50℃反应4-24小时，然后加入乙醇使反应液沉淀，收集沉淀用纯水溶解，再加入乙醇进行沉淀，并用纯水进行溶解，装入透析袋中，并在 30-60℃的蒸馏水中透析，至反应物无异味无色透明为止，期间多次更换蒸馏水，最后收集透析袋中溶液，进行冷冻干燥，即得。