[发明专利]一种可缓释钙离子的纤维增强的高强度水凝胶的制备方法

摘要

本发明提供了一种可缓释钙离子的纤维增强的高强度水凝胶的制备方法。首先将硅酸钙粉末分散到葡萄糖酸‑δ‑内酯(GDL)和纺丝高分子的有机溶剂中，纺丝得到含GDL和硅酸钙的纤维膜。将纤维膜浸泡到由水、硅酸钠、丙烯酰胺、交联剂和海藻酸钠组成的铸膜液中一段时间后取出，用缠绕铜丝的玻璃棒将包裹纤维膜的铸膜液刮均匀，通氮气排氧后紫外引发丙烯酰胺聚合，分别经过CaCl2水溶液交联和GDL水溶液浸泡处理，得到可缓释钙离子的纤维增强的高强度水凝胶。纤维中的GDL被缓慢释放，水解释放H+离子，H+与纤维及水凝胶中的CaSiO3反应产生Ca2+。从而弥补了钙离子的流失。介孔硅胶与海藻酸钙和聚丙烯酰胺发生氢键作用，从而提高水凝胶的强度和在生理环境下的稳定性。

主权项

1.一种可缓释钙离子的纤维增强的高强度水凝胶的制备方法，其特征是包括以下步骤：a)将0.001‑2g硅酸钙粉末分散到质量百分比浓度0.01％‑10％的葡萄糖酸‑δ‑内酯和质量百分比浓度0.1％‑50％的纺丝高分子的有机溶剂中，采用静电纺丝或气流喷射纺丝的方法得到含葡萄糖酸‑δ‑内酯和硅酸钙的纤维膜；配制质量百分比浓度为0.01％‑40％的氯化钙水溶液；b)称取0.005‑2g硅酸钠，5‑15g丙烯酰胺，0.5‑2g海藻酸钠，丙烯酰胺质量百分比0.03％‑0.30％的化学交联剂，一起溶于50‑100ml去离子水中，静置消泡后得到铸膜液；向步骤铸膜液中加入丙烯酰胺质量百分比0.1％‑5％的过硫酸铵，丙烯酰胺质量百分比0.1％‑5％的亚硫酸氢钠和丙烯酰胺质量百分比0.01％‑2％的四甲基乙二胺，搅拌分散均匀后将步骤a)得到的纤维膜浸泡到铸膜液中1‑60min，然后取出纤维膜置于干燥清洁的玻璃板上，用厚度为10‑2000μm的刮膜棒将铸膜液刮均匀，在N2保护下紫外照射1‑30min引发丙烯酰胺聚合，得到纤维增强的化学交联的凝胶膜；c)将步骤b)得到的纤维增强的化学交联的凝胶膜和玻璃板一起浸泡到步骤a)得到的氯化钙溶液中0.1‑2h，在浸泡过程中将凝胶膜从玻璃板上揭下来，氯化钙与海藻酸钠充分反应形成离子交联网络结构的海藻酸钙水凝胶，同时氯化钙与硅酸钠反应在聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶中原位生成硅酸钙纳米粒子，得到含硅酸钙的凝胶膜；d)配制质量百分比浓度为0.1％‑10％的葡萄糖酸‑δ‑内酯水溶液，将步骤c)得到的含硅酸钙的凝胶膜浸泡到葡萄糖酸‑δ‑内酯水溶液中0.1‑24h，葡萄糖酸‑δ‑内酯水解释放出氢离子，氢离子与硅酸钙反应，在硅酸钙纳米粒子表面形成介孔硅胶结构，得到一种可缓释钙离子的纤维增强的高强度水凝胶；介孔硅胶与海藻酸钙和聚丙烯酰胺发生氢键相互作用，再加上纳米粒子的增强效应，提高了聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶在生理环境下的力学稳定性和抗溶胀性。