一種可注射水凝膠及其制備方法和應用

本發明屬于水凝膠，特別涉及一種可注射水凝膠及其制備方法和應用。

背景技術：

1、近年來，隨著生物醫學工程的發展，可注射水凝膠作為一種新型的生物材料，逐漸引起了廣泛關注。可注射水凝膠不僅具有優良的生物相容性和生物降解性，還可以通過簡單的注射方式實現精確的定位和釋放。這些特性使得可注射水凝膠在組織工程、藥物遞送、傷口愈合及再生醫學等領域展現出巨大的應用潛力。

2、傳統通過單體聚合而成的水凝膠因單體的流動性而不具備可注射性；基于高分子聚合物之間物理交聯的水凝膠的流動性和剪切變稀的性能雖然保證了其可注射性，但這類水凝膠的機械強度和穩定性相對較弱；化學交聯的水凝膠通過化學反應形成更為穩定的網絡，然而，其制備過程復雜，功能的調節缺乏靈活性，且可能存在生物安全性的問題。

3、因此，有必要開發一種具備優越的力學性能和生物相容性的可注射水凝膠。

技術實現思路

1、本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提供了一種可注射水凝膠及其制備方法和應用。本發明所述可注射水凝膠在人體體溫條件下可形成具有一定模量、穩定性更好的水凝膠，展現出優越的力學性能和生物相容性。

2、本發明的第一方面，提供一種可注射水凝膠，所述可注射水凝膠包括以下組分：巰基化微球和多巴胺修飾透明質酸；

3、所述巰基化微球的制備原料包括主單體、ph響應單體、氧化還原響應單體、乳化劑、引發劑和還原劑，所述主單體包括2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和n-異丙基丙烯酰胺中的至少一種，所述ph響應單體包括甲基丙烯酸和/或丙烯酸，所述氧化還原響應單體包括二硫烷二基雙(乙烷-2,1-二基)雙(2-甲基丙烯酸酯)和/或n,n'-雙(丙稀酰)胱胺；

4、所述多巴胺修飾透明質酸的制備原料包括鹽酸多巴胺和透明質酸。

5、具體地，本發明所述可注射水凝膠能夠在35-40℃條件下3-5小時，發生邁克爾加成反應，進一步生成具有一定模量、穩定性更好的水凝膠，展現出優越的力學性能和生物相容性。

6、在本發明的一些實施方式中，按照質量份數計，所述巰基化微球的制備原料包括主單體1-100份、ph響應單體0.1-20份、氧化還原響應單體0.1-10份、乳化劑1-5份、引發劑0.1-0.5份和還原劑0.1-5份。

7、在本發明的一些實施方式中，按照質量份數計，所述巰基化微球的制備原料包括主單體4-90份、ph響應單體0.5-15份、氧化還原響應單體0.4-9份、乳化劑2-4份、引發劑0.15-0.3份和還原劑0.5-4份。

8、在本發明的一些實施方式中，按照重量份數計，所述多巴胺修飾透明質酸的制備原料包括鹽酸多巴胺0.1-1份和透明質酸1-10份。

9、在本發明的一些實施方式中，按照重量份數計，所述多巴胺修飾透明質酸的制備原料包括鹽酸多巴胺0.1-1份和透明質酸3-7份。

10、在本發明的一些實施方式中，所述乳化劑包括十二烷基硫酸鈉。

11、在本發明的一些實施方式中，所述引發劑包括過硫酸銨和/或過硫酸鉀。

12、在本發明的一些實施方式中，所述還原劑包括三(2-羧乙基)膦和/或二硫蘇糖醇。

13、在本發明的一些實施方式中，所述巰基化微球和透明質酸的質量比為5:(0.1-2)。

14、在本發明的一些實施方式中，所述巰基化微球和透明質酸的質量比為5:(0.1-0.5)。

15、在本發明的一些實施方式中，所述可注射水凝膠的ph值為7-10。

16、本發明的第二方面，提供本發明第一方面所述的可注射水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

17、將巰基化微球和多巴胺修飾透明質酸均勻混合，得到所述可注射水凝膠。

18、在本發明的一些實施方式中，在所述可注射水凝膠的制備方法中，還包括步驟：將所述可注射水凝膠的ph值調節至7-10。

19、在本發明的一些實施方式中，所述巰基化微球的制備方法，包括以下步驟：

20、將主單體、ph響應單體、氧化還原響應單體和溶劑攪拌混合，得到共聚單體溶液；

21、將乳化劑和溶劑攪拌混合后，在70-90℃的惰性氣體氛圍下加入引發劑進行聚合反應，得到微球分散液；

22、將所述共聚單體溶液加入所述微球分散液中，再加入還原劑，室溫反應，得到所述巰基化微球。

23、在本發明的一些實施方式中，所述聚合反應的時間為5-8小時。

24、在本發明的一些實施方式中，所述室溫反應的時間為30-60分鐘。

25、在本發明的一些實施方式中，所述惰性氣體包括氬氣和/或氮氣。

26、在本發明的一些實施方式中，所述多巴胺修飾透明質酸的制備方法，包括以下步驟：

27、將鹽酸多巴胺、透明質酸和溶劑攪拌混合，調節ph至堿性，得到所述多巴胺修飾透明質酸。

28、在本發明的一些實施方式中，在所述多巴胺修飾透明質酸的制備方法中，所述攪拌的時間為4-6小時。

29、在本發明的一些實施方式中，在所述多巴胺修飾透明質酸的制備方法中，調節ph至8-9。

30、在本發明的一些實施方式中，所述溶劑為水。

31、本發明的第三方面，提供本發明第一方面所述的可注射水凝膠在制備生物醫用材料中的應用。

32、在本發明的一些實施方式中，所述生物醫用材料包括組織修復與再生材料。

33、相對于現有技術，本發明的有益效果如下：

34、(1)本發明提供的可注射水凝膠，組分包括巰基官能化的可溶脹大分子微球與多巴胺修飾透明質酸，通過將這兩種組分簡單物理混合可制得；在人體溫度(約37℃)下，該體系能通過巰基與兒茶酚基團之間的邁克爾加成反應生成具有一定模量、穩定性更好的水凝膠，展現出優越的力學性能和生物相容性，這種新型水凝膠有望在生物醫用材料領域開辟新的應用前景。

35、(2)本發明的雙組分聚合物(巰基化微球與多巴胺修飾透明質酸)的生物兼容性強，混合后即可形成可注射的物理水凝膠，在人體體溫條件下可進一步經過化學交聯形成具有一定模量的水凝膠；另外，本發明可通過調節巰基化微球與透明質酸的比例以及可注射水凝膠的ph值來調節后續在人體內形成的水凝膠的力學性能，具有明顯的優勢。

技術特征：

1.一種可注射水凝膠，其特征在于，所述可注射水凝膠包括以下組分：巰基化微球和多巴胺修飾透明質酸；

2.根據權利要求1所述的可注射水凝膠，其特征在于，按照質量份數計，所述巰基化微球的制備原料包括主單體1-100份、ph響應單體0.1-20份、氧化還原響應單體0.1-10份、乳化劑1-5份、引發劑0.1-0.5份和還原劑0.1-5份。

3.根據權利要求1所述的可注射水凝膠，其特征在于，按照重量份數計，所述多巴胺修飾透明質酸的制備原料包括鹽酸多巴胺0.1-1份和透明質酸1-10份。

4.根據權利要求1或2所述的可注射水凝膠，其特征在于，所述乳化劑包括十二烷基硫酸鈉；和/或，所述引發劑包括過硫酸銨和/或過硫酸鉀；和/或，所述還原劑包括三(2-羧乙基)膦和/或二硫蘇糖醇。

5.根據權利要求1所述的可注射水凝膠，其特征在于，所述巰基化微球和透明質酸的質量比為5:(0.1-2)。

6.根據權利要求1所述的可注射水凝膠，其特征在于，所述可注射水凝膠的ph值為7-10。

7.權利要求1至6任一項所述的可注射水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述巰基化微球的制備方法，包括以下步驟：

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述多巴胺修飾透明質酸的制備方法，包括以下步驟：

10.權利要求1至6任一項所述的可注射水凝膠在制備生物醫用材料中的應用。

技術總結
本發明屬于水凝膠技術領域，公開了一種可注射水凝膠及其制備方法和應用。本發明的可注射水凝膠包括以下組分：巰基化微球和多巴胺修飾透明質酸；巰基化微球的制備原料包括主單體、pH響應單體、氧化還原響應單體、乳化劑、引發劑和還原劑；多巴胺修飾透明質酸的制備原料包括鹽酸多巴胺和透明質酸。本發明的可注射水凝膠在人體體溫條件下可形成具有一定模量、穩定性更好的水凝膠，展現出優越的力學性能和生物相容性；另外，本發明可通過調節巰基化微球與透明質酸的比例以及可注射水凝膠的pH值來調節在人體內形成的水凝膠的力學性能，具有明顯的優勢。

技術研發人員：盧東冬
受保護的技術使用者：大灣區大學（籌）
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13