[发明专利]一种光固化3D打印用生物导电水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种光固化3D打印用生物导电水凝胶，其特征在于：

原料包括以下组分：

10-40% w/v质量浓度的甲基丙烯酰化明胶

0.5-2% w/v质量浓度的壳聚糖

0.5-2% w/v质量浓度的光引发剂

0.03-2% w/v质量浓度的光吸收剂

1-2% v/v体积浓度的酸性溶液

99% v/v的水

0.1M的碱性溶液

10% w/v质量浓度的植酸

0.4-1.2M的氧化剂

0.2-0.6M的3,4乙烯二氧噻吩

还包括有机相溶液作为溶剂；

所述的光吸收剂为栀子黄或碱性黄1的至少一种；

所述生物导电水凝胶按照以下方法制备获得：

（1）制备打印墨水：

将甲基丙烯酰化明胶和壳聚糖分别在37℃下溶解于酸性溶液中，加入光引发剂和光吸收剂，制得可光固化3D打印的生物导电水凝胶的前体溶液，即打印墨水，保存待用；

（2）光固化3D打印成型：将步骤（1）制得的打印墨水转移至光固化3D打印机的料槽内，切片层厚为20-100μm，用波长为405nm或365nm的紫外光照射，打印得到三维结构的水凝胶；

（3）将步骤（2）制得的甲基丙烯酰化明胶-壳聚糖半互穿网络水凝胶浸入碱性溶液中浸泡，使得壳聚糖交联形成第二种网络，制得的是甲基丙烯酰化明胶-壳聚糖双互穿网络水凝胶；

（4）将步骤（3）制得的甲基丙烯酰化明胶-壳聚糖双互穿网络水凝胶冷冻干燥得到水凝胶骨架；

（5）将步骤（4）得到的水凝胶骨架浸入含有植酸和氧化剂的水溶液中，待水凝胶骨架溶胀平衡后取出，再次浸入溶有3,4乙烯二氧噻吩导电单体的有机相溶液中，发生界面聚合反应，充分反应后得到导电水凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印用生物导电水凝胶，其特征在于：所述的光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐、Irgacure2959的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印用生物导电水凝胶，其特征在于：所述的酸性溶液为乙酸溶液或盐酸溶液的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印用生物导电水凝胶，其特征在于：所述的碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印用生物导电水凝胶，其特征在于：所述的氧化剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、氯化铁中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种光固化3D打印用生物导电水凝胶，其特征在于：所述的有机相为加入有3,4乙烯二氧噻吩导电单体的环己烷、正己烷中的一种。

7.应用于权利要求1-6任一光固化3D打印用生物导电水凝胶的制备方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

（1）制备打印墨水：

将甲基丙烯酰化明胶和壳聚糖分别在37℃下溶解于酸性溶液中，加入光引发剂和光吸收剂，制得可光固化3D打印的生物导电水凝胶的前体溶液，即打印墨水，保存待用；

（2）光固化3D打印成型：将步骤（1）制得的打印墨水转移至光固化3D打印机的料槽内，切片层厚为20-100μm，用波长为405nm或365nm的紫外光照射，打印得到三维结构的水凝胶；

（3）将步骤（2）制得的甲基丙烯酰化明胶-壳聚糖半互穿网络水凝胶浸入碱性溶液中浸泡，使得壳聚糖交联形成第二种网络，制得的是甲基丙烯酰化明胶-壳聚糖双互穿网络水凝胶；

（4）将步骤（3）制得的甲基丙烯酰化明胶-壳聚糖双互穿网络水凝胶冷冻干燥得到水凝胶骨架；

（5）将步骤（4）得到的水凝胶骨架浸入含有植酸和氧化剂的水溶液中，待水凝胶骨架溶胀平衡后取出，再次浸入溶有3,4乙烯二氧噻吩导电单体的有机相溶液中，发生界面聚合反应，充分反应后得到导电水凝胶。