[发明专利]压电水凝胶的制备方法及产品

说明书

本发明压电水凝胶的制备方法包括以下步骤：步骤1：将力学性能和生物相容性兼具的基体材料溶解在90℃的水溶液里形成溶液A；将压电材料溶解在75℃的二甲亚砜溶液里形成溶液B；步骤2：将步骤1得到的溶液A和B迅速混合并倒入模具中，之后放入‑20℃的冰箱里进行冷冻，冷冻解冻循环操作三次后得到压电凝胶；步骤3：将步骤2得到的压电水凝胶解冻后，放入乙醇梯度溶液里进行脱水和去除残留二甲亚砜得到压电水凝胶产品。本发明可以适应不同缺损部位的力学强度，最后通过水凝胶模拟的生理微环境与压电刺激的共同作用来达到修复缺损部位的目的。本发明还公开了上述方法制备的压电水凝胶产品。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，具体涉及一种压电水凝胶的制备方法及产品。

背景技术

水凝胶，作为一种内部结构和生物组织极其相似的材料，已经在生物医学工程上得到了广泛的应用，诸如作为人工皮肤、生物传感器以及组织工程中的支架材料等。特别是在组织工程中的自修复领域中，水凝胶凭借其内部独特的网络孔径结构，提供细胞迁移、生长和繁殖等生理微环境，从而达到了促进组织修复等目的。但是单纯的水凝胶因为其力学较差，修复作用单一，限制了其在一些特殊组织中的应用，诸如在骨和软骨缺损这一领域。因此制备一种力学性能优异且具有刺激组织细胞生长、繁殖作用的智能水凝胶具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种压电水凝胶的制备方法及其产品，以解决现有技术中水凝胶力学性能差、修复作用单一的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将力学性能和生物相容性兼具的基体材料溶解在90℃的水溶液里形成溶液A；将压电材料溶解在75℃的二甲亚砜溶液里形成溶液B；

步骤2：将步骤1得到的溶液A和B迅速混合并倒入模具中，之后放入-20℃的冰箱里进行冷冻，冷冻解冻循环操作三次后得到压电凝胶；

步骤3：将步骤2得到的压电水凝胶解冻后，放入乙醇梯度溶液里进行脱水和去除残留二甲亚砜得到压电水凝胶产品。

本发明在制备压电水凝胶时，通过调整基体材料和掺杂材料的比例，可以调整材料内部网络孔径的大小，以适应不同细胞的生长、迁移，还可以调整材料压电电压的输出大小；同时还可以根据脱水乙醇的比例，以适应不同缺损部位的力学强度，最后通过水凝胶模拟的生理微环境与压电刺激的共同作用来达到修复缺损部位的目的。

进一步地，所述基体材料为聚乙烯醇、丙烯腈、聚谷氨酸、赖氨酸中的一种或一种以上的混合物。

进一步地，所述压电材料为具有压电效应的钛酸钡、聚偏氟乙烯、聚氨酯中的一种或一种以上的混合物。

进一步地，步骤1中采用的成分质量分数为：基体材料10％-20％、压电材料10％-20％、水溶液：40％-60％。

进一步地，所述步骤1的反应时间为8h。

进一步地，所述步骤2中先将溶液B倒入溶液A中混合，之后再迅速倒入模具中。

进一步地，所述步骤2中的冷冻时间为18h、解冻4h。

进一步地，所述步骤3的乙醇的总用量和步骤2解冻后的压电凝胶的体积比≥30:1，脱水时间≥24h。

进一步地，所述的模具为培养皿或者试管。

本发明另一方面提供了一种压电水凝胶，该压电水凝胶为采用上述压电水凝胶的制备方法制备所得的产品。