一種具有快速吸液和止血性能的藻酸鹽復合水凝膠及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料制備領域，特別涉及一種具有快速吸液和止血性能的藻酸 鹽復合水凝膠及制備方法。
【背景技術】
[0002] 水凝膠是一種能夠在水溶液中吸水溶脹且具有網絡結構的交聯聚合物。利用水凝 膠的吸收性，解決了許多生物、醫藥、工業、農業和材料等領域的疑難問題。許多天然高分子 如藻酸鹽、殼聚糖、明膠、絲心蛋白等具有良好的生物相容性及對人體的低毒性。基于這些 特點，天然水凝膠的研究正倍受關注。人工合成聚合物水凝膠具有可控的交聯過程、結構和 機械性質，天然聚合物水凝膠則表現出特異的功能性。然而在單獨使用時，它們各自的性能 缺陷使其不能與人體環境良好的匹配。通過人工合成聚合物與天然聚合物的復合，可以制 得具有良好功能性質和可控結構及機械性能的生物材料，從而改善其臨床適用性。
[0003] 海藻酸鈉(SA)屬多糖類物質，是由甘露糖醛酸(M)和古洛糖醛酸(G) 1，4連結的嵌 段共聚物，包括G和Μ各自形成的均聚物和GM形成的交替聚合物，是一種電荷密度較高的線 形聚電解質。由于其具有低毒性、良好的止血性和生物相容性等特點，是一種具有優異性能 的生物醫用材料的原料。通過二價陽離子(如鈣離子)交聯能使海藻酸鈉水溶液變成凝膠。 該凝膠具有獨特的pH敏感性和凝血效果，且能支持細胞的分化和生長，因此在生物醫學領 域獲得廣泛的應用。
[0004] 聚丙烯酸類水凝膠中含有大量羧基親水基，有利于用于滲液較多或其他需要大量 快速吸收水分的應用。另一方面，這種優異的親水性也增加了藻酸鈣和滲液接觸的機會，從 而更大程度上發揮藻酸鈣的止血作用。
[0005] 目前單獨采用海藻酸鈉制備的水凝膠或其他復合水凝膠吸水后容易散開。且現有 的海藻酸鈉水凝膠都是在后期采用氯化鈣溶液浸泡的方式，交聯網絡密度不高，力學性能 不夠好。
【發明內容】
[0006] 本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種具有快速吸液和止 血性能的藻酸鹽復合水凝膠的制備方法。
[0007] 本發明的另一目的在于提供通過上述制備方法得到的具有快速吸液和止血性能 的藻酸鹽復合水凝膠。
[0008] 本發明的目的通過下述技術方案實現:一種具有快速吸液和止血性能的藻酸鹽復 合水凝膠的制備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)將海藻酸鈉溶于水配制成海藻酸鈉溶液，往其中加入丙烯酸或丙烯酸衍生物， 攪拌均勻;接著加入引發劑、催化劑和交聯劑，攪拌均勻，得到混合液I;將混合液I置于微波 發生器中進行微波反應，冷卻至室溫后取出，加入乙醇脫水，除去未反應的單體，得到溶液 I;其中，海藻酸鈉與丙烯酸或丙烯酸衍生物按質量體積比1:20~1:5配比；
[0010] (2)將溶液I升溫至65~75°C;接著一邊攪拌一邊往溶液I中滴加 CaCl2溶液;CaCl2 的用量按CaCl2和海藻酸鈉質量比0.2~0.9:1;
[0011] (3)滴加完畢，升溫至75~85°C保溫1~3h;
[0012] (4)將步驟(3)得到的產物取出，放入氯化鈉-氫氧化鈉水溶液中攪拌浸泡，用清水 沖洗后用濾紙吸干，得到具有快速吸液和止血性能的藻酸鹽復合水凝膠。
[0013] 步驟(1)中所述的海藻酸鈉溶液的濃度優選為質量體積比1.25~3.2%。
[0014] 步驟(1)中所述的丙烯酸衍生物優選為N-異丙基丙烯酰胺。
[0015] 步驟(1)中所述的引發劑優選為四甲基乙二胺和亞硫酸氫鈉中的一種或兩種。
[0016] 步驟(1)中所述的引發劑的用量優選為按引發劑質量:丙烯酸體積= 0.8~2%計。 [0017]步驟(1)中所述的催化劑優選為過硫酸鉀。
[0018] 步驟(1)中所述的催化劑的用量優選為按催化劑質量:丙烯酸體積= 0.8~2%計。
[0019] 步驟(1)中所述的交聯劑優選為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
[0020] 步驟⑴中所述的交聯劑的用量優選為按交聯劑質量:丙稀酸體積=1.6~3 %計。
[0021] 步驟(1)中所述的微波反應的條件優選為于功率200~800W反應2~lOmin。
[0022] 步驟（1)中所述的室溫指的是10~35°C ;優選為20~30°C。
[0023] 步驟(1)中所述的乙醇的用量優選為相當于所述的混合液I的3/8~5/8體積。
[0024] 步驟(1)中所述的乙醇為無水乙醇。
[0025] 步驟(2)中所述的CaCl2溶液的濃度優選為質量體積比2~10%。
[0026] 步驟(4)中所述的氯化鈉-氫氧化鈉水溶液中氯化鈉的濃度為質量體積比0.5~ 3 %，氫氧化鈉的濃度為質量體積比0.5~2 %。
[0027] 步驟(4)中所述的浸泡的時間優選為5~1 Om i η。
[0028] -種具有快速吸液和止血性能的藻酸鹽復合水凝膠，通過上述制備方法得到。
[0029] 所述具有快速吸液和止血性能的藻酸鹽復合水凝膠在醫療器械領域中的應用。
[0030] 本發明權利要求與說明書中所有百分比均為質量體積百分比，為g:mL。
[0031] 本發明提供的制備方法具有方法簡單，形成雙網絡，力學性能優異，水凝膠吸水后 不散開，制備的水凝膠具有很好的吸液性能和力學性能，同時具有優異的止血性能，具體優 點如下：
[0032] (1)本發明提供的方法通過在丙烯酸類聚合的同時鈣離子與海藻酸鈉發生交聯形 成蛋盒結構網絡，這兩個網絡同時形成即為互穿網絡，提高了水凝膠的力學性能。
[0033] (2)本發明利用微波接枝的手段，大幅度提高海藻酸的接枝率，有利于網絡結構的 形成和增強水凝膠的鎖水性和自粘性。
[0034] (3)本發明選用聚丙烯酸類水凝膠，含有大量羧基親水基，有利于用于滲液較多或 其他需要大量快速吸收水分的應用。另一方面，這種優異的親水性也增加了藻酸鈣和滲液 接觸的機會，從而更大程度上發揮藻酸鈣的止血作用。
【附圖說明】
[0035]圖1是實施例1制備的水凝膠的掃描電鏡圖；其中，圖(A)和(B)是在不同角度和放 大倍數所拍攝到的圖。
[0036] 圖2是對比例1常規接枝法制備的水凝膠的掃描電鏡圖。
[0037] 圖3是對比例2微波接枝法制備的水凝膠的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限 于此。
[0039] 實施例1
[0040] -、水凝膠的制備
[0041] (1)將lg海藻酸鈉溶于80ml去離子水配制成海藻酸鈉溶液，往其中加入20ml丙烯 酸，攪拌均勾，接著加入〇 .4g過硫酸鉀、0.4g四甲基乙二胺和0.5gN，N-亞甲基雙丙稀酰胺， 攪拌均勻后放置于微波發生器中，設定功率為200W，反應lOmin，冷卻至室溫后取出，加入 50ml乙醇脫水，得到溶液I (為半流體的凝膠）。
[0042] (2)將溶液I升溫至75 °C ;接著一邊攪拌一邊往溶液I中滴加15ml濃度為質量體積 比6%的CaCl2溶液；
[0043] (3)滴加完畢，升溫至85°C保溫lh。
[0044] (4)將步驟(3)得到的產物取出，放入氯化鈉-氫氧化鈉水溶液(其中，氯化鈉的濃 度為質量體積比〇. 5%，氫氧化鈉的濃度為質量體積比0.5% )中攪拌浸泡5min，用清水沖洗 后用濾紙吸干，得到水凝膠I。
[0045] 二、水凝膠的性能檢測
[0046] (1)按照GB/T1040-92《塑料拉伸試驗方法》，將水凝膠I用UTM6503型萬能拉力機測 試其最大力、拉伸強度、斷裂伸長率，樣品為lcmX 10cm長方形，每組試樣平行測三次。測試 結果為最大力2.75N、拉伸強度0.047MPa、斷裂伸長率95.44%。
[0047] (2)溶脹度測試:稱取一定量干燥凝膠（水凝膠于30°C干燥至恒重即得，以下實施 例同)nu放入盛有蒸餾水的燒杯中，于30°C恒溫靜置一定時間t，取出用濾紙吸取表面水分 后稱重，質量記為m2，按下式計算水凝膠溶脹度SR，測試結果為溶脹度為198.04。
[0048]
[0049] 式中：SR為溶脹度;m2為溶脹平衡后凝膠的質量;πη為干態凝膠的質量。
[0050] 實施例2
[00511 一、水凝膠的制備
[0052] (1)將3g海藻酸鈉溶于95ml去離子水配制成海藻酸鈉溶液，往其中加入5ml丙烯 酸，攪拌均勻，接著加入〇. 〇4g過硫酸鉀、0.04g四甲基乙二胺和0.08g N，N-亞甲基雙丙烯酰 胺，攪拌均勻后放置于微波發生器中，設定功率為600W，反應6min，冷卻至室溫后取出，加入 50ml乙醇脫水，得到溶液I。
[0053] (2)將溶液I升溫至65°C;接著一邊攪拌一邊往溶液I中滴加10ml濃度為質量體積 比10%的CaCl2溶液；
[0054] (3)滴加完畢，升溫至75Γ保溫lh。
[0055] (4)將步驟(3)得到的產物取出，放入