[发明专利]一种超分子水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本申请属于高分子材料技术领域。本申请提供了一种超分子水凝胶及其制备方法和应用。超分子水凝胶制备方法包括：将明胶与吡咯混合，再加入氧化剂发生聚合，得到混合溶液；在所述混合溶液中加入单宁酸发生交联，得到所述超分子水凝胶。吡咯在氧化剂作用下发生聚合得到聚吡咯，单宁酸含有丰富的酚羟基，本申请的制备方法操作简单、成胶时间短，制得的超分子水凝胶具有良好的可塑性、电活性，可在室温下不经过外部条件刺激自愈合；具有三维多孔结构，有利于营养物质和电子的传输，具备与神经组织相匹配的力学性能，能被临床用于组织工程神经导管以及受损神经修复中，在神经损伤修复方面有很大的应用前景。

技术领域

本申请属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种超分子水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

周围神经是脆弱且不受保护的组织，很容易受到自然灾害、工业损伤、交通事故、战争以及系统性疾病如糖尿病和癌症等伤害。周围神经损伤已经成为困扰人类健康的一个严重问题，每年在外科创伤中大约有2.8％的病人遭受外周神经损伤。在美国，每年发生超过20万例新的周围神经损伤病例，大约花费15亿美元的医疗保健费用。欧洲每年也有30多万人遭受外周神经损伤。

水凝胶是一种高分子材料，可以通过天然和合成聚合物的化学交联或物理交联来获得，具有优良的吸水性和柔韧性，有望成为神经组织再生的候选材料。目前，由于此类材料仍存在导电性、自愈合性能和可塑形性能差的缺点，极少见应用于神经损伤修复，限制了其应用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种超分子水凝胶及其制备方法和应用，本申请的超分子水凝胶具有很好的可塑性，导电性，可在室温且无需促进愈合剂或其他外部条件变化刺激下自愈。

本申请的具体技术方案如下：

本申请提供一种超分子水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

S1：将明胶与吡咯混合，再加入氧化剂发生聚合，得到混合溶液；

S2：在所述混合溶液中加入单宁酸发生交联，得到所述超分子水凝胶。

本申请中，吡咯先与明胶混合均匀，再在氧化剂的作用下发生聚合生成均匀分布的聚吡咯链，有效避免剧烈的聚合反应大量放热导致体系中水分蒸发形成颗粒状固体。单宁酸含有丰富的酚羟基，可分别与明胶侧链的氨基、聚吡咯的氮氢键形成氢键，加强三者的相互作用力，交联形成超分子水凝胶。本申请的制备方法操作简单、成胶时间短，制得的超分子水凝胶具有良好的可塑性、电活性，可在室温下不经过外部条件刺激自愈合；具有三维多孔结构，有利于营养物质和电子的传输，具备与神经组织相匹配的力学性能，能被临床用于组织工程神经导管以及受损神经修复中，以促进神经细胞间的交流，提供合适细胞生长的环境，以促进受损神经组织和结构的修复，在神经损伤修复方面有很大的应用前景。

优选的，所述明胶、所述吡咯和所述单宁酸的用量比为(0.4～0.6)g:(0.1～0.2)mL:(0.3～0.5)g。

优选的，所述聚合的温度为0～4℃，时间为6～12h。更优选的，所述聚合的温度为4℃，时间为12h。

优选的，所述交联的温度为25～45℃，更优选为37℃，时间为1～10s，更优选为5s。

优选的，所述混合的时间为1～10s，更优选为10s。

优选的，所述氧化剂选自过硫酸铵和/或三氯化铁；

所述氧化剂与所述吡咯的摩尔比为(0.5～1):1，更优选为1:1。

优选的，所述明胶、所述氧化剂和所述单宁酸均为水溶液。

本申请中，明胶、氧化剂和单宁酸可预先于60℃在水中溶解，震荡混合10s，得到相应的水溶液。