專利名稱：互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法
互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法技術領域
本發(fā)明屬于組織工程材料領域，特別涉及一種膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法。
背景技術：
關節(jié)軟骨損傷是臨床常見的疑難雜癥之一。關節(jié)軟骨受其自身生理結構所限，損傷后常不能自行修復。目前臨床上對關節(jié)軟骨損傷治療的方法+雖有一定短期療效，但都是以纖維軟骨修復為主，缺少正常透明軟骨的力學性能和耐用性，因而通常修復效果較差， 難以獲得滿意的遠期臨床效果。
軟骨組織工程給軟骨損傷的治療提供了一種新方法。軟骨組織工程是在體外將種子細胞包埋或種植到三維支架中，通過細胞的粘附、增殖、分化等途徑，構建出結構與生理特性與軟骨組織類似的組織，再移植到軟骨缺損部位進行修復治療。理想的組織工程支架應該盡可能地模仿細胞外基質的成分和結構。
膠原、硫酸軟骨素、透明質酸都是軟骨細胞外基質的重要成分。在軟骨組織中，細胞外基質構成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡結構。其中，蛋白聚糖是核心蛋白與糖胺聚糖(如硫酸軟骨素、硫酸角質素等)的共價結合物，其通過連接蛋白與透明質酸結合形成蛋白聚糖多聚體。蛋白聚糖通過其側鏈上糖胺聚糖所帶的大量負電荷與膠原纖維相互纏繞，并將大量的水分凝聚其中，構成穩(wěn)定的親水性網(wǎng)狀凝膠體系，從而賦予軟骨組織良好的生物力學性能，實現(xiàn)關節(jié)穩(wěn)定、靈活的運動功能。
然而，目前用各種方法得到的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸(簡稱CCH)復合水凝膠中都不存在與天然軟骨組織類似的復雜網(wǎng)絡結構，僅僅存在膠原纖維網(wǎng)絡或CS和HA通過交聯(lián)劑與膠原形成的交聯(lián)網(wǎng)絡，因而獲得的CCH復合水凝膠盡管力學性能和降解性能有所改善，但仍然有待進一步提高。因此，需要研究其它的方法來獲得與天然軟骨組織結構類似的CCH-IPN復合水凝膠。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的復合水凝膠的制備方法，以獲得膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，提高膠原/硫酸軟骨素/透明質酸復合水凝膠的力學性能和降解性能。
本發(fā)明的技術方案通過對透明質酸(HA)和硫酸軟骨素(⑶)進行改性，在其分子中引入易于發(fā)生反應的官能團，并且使改性CS和改性HA的自交聯(lián)反應能夠在膠原成纖的條件下進行，從而在溫和的條件下通過膠原的自組裝聚合和改性CS與改性HA的自交聯(lián)聚合獲得膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡(CCH-IPN)復合水凝膠。
本發(fā)明所述互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，工藝步驟如下
(1)原料溶液的配制
原料溶液為膠原溶液、甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液；
在常壓、室溫下以體積濃度0. 5% 2%的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到9mg/mL Hmg/mL為限；
在常壓、室溫下將甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用溶劑配制成溶液，溶劑的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限；
在常壓、室溫下將甲基丙烯酸化的透明質酸用溶劑配制成溶液，溶劑的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限；
配制甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和配制甲基丙烯酸化的透明質酸溶液的溶劑為去離子水、蒸餾水、磷酸鹽緩沖溶液中的一種；
甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素由硫酸軟骨素(⑶)改性獲得，硫酸軟骨素(⑶)的甲:Wang LF, Shen SS, Lu SC. Synthesis and characterization of chondroitinsulfate-methacrylate hydrogels. Carbohydr Polym. 2003 ；52 :389-396 ；
甲基丙烯酸化的透明質酸由透明質酸(HA)改性獲得，透明質酸(HA)的甲基丙烯酸化改性，見文獻Smeds KA, Grinstaff MW. Photocrosslinkable polysaccharides for in situhydrogel formation. J Biomed Mater Res. 2001 ；54 :115_121。
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、0°C 4°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的PH值調整至7. O 7. 4，然后在攪拌下于常壓、0°C 4°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7. O 7. 4的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加入磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為5mg/mL 9mg/mL，再加入引發(fā)劑和催化劑并混合均勻即形成前溶液，引發(fā)劑的加入量以引發(fā)劑在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限，催化劑的加入量以催化劑在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限；
所述pH值為7. O 7. 4的膠原溶液、步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=2 1 1 2，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=7 1 1 7 ；
⑶成膠
將步驟( 配制的前溶液注入模具，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置30分鐘 60分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠。
為了易于混合均勻，在前溶液的配制步驟中，優(yōu)選將引發(fā)劑和催化劑用去離子水或蒸餾水或磷酸鹽緩沖溶液配制成溶液加入所述混合液中。
上述方法中，優(yōu)選分子量1 5萬道爾頓的硫酸軟骨素進行改性，優(yōu)選分子量為 150 200萬道爾頓的透明質酸進行改性。
上述方法中，所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀，所述催化劑為四甲基乙二胺。
上述方法中，所述磷酸鹽緩沖溶液的濃度優(yōu)選0. OlM0
用上述制備方法制得的具有互穿網(wǎng)絡結構的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸 (CCH-IPN)復合水凝膠可用于關節(jié)軟骨修復領域。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明所述方法可獲得膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，為軟骨組織工程提供了一種更理想的材料。
2、與現(xiàn)有膠原/硫酸軟骨素/透明質酸復合水凝膠相比，本發(fā)明所述方法制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，其力學性能明顯提高，降解性能明顯改業(yè)口 ο
3、實驗表明，本發(fā)明所述方法制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠具有良好的細胞相容性(見附圖2)。
4、本發(fā)明所述方法由于選用天然軟骨細胞外基質(ECM)中的成分作為原料，因此所制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠具有仿生的功能，可以為細胞提供類似ECM的微環(huán)境，有利于細胞的鋪展、增殖以及基質分泌。


圖1為復合水凝膠的掃描電鏡照片，其中，A圖為本發(fā)明所述方法制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠；B圖為A圖中的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠在膠原酶中降解50%后剩余的水凝膠；C圖為對比例制備的復合水凝膠。
圖2為本發(fā)明所述方法制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠包裹軟骨細胞后，在體外培養(yǎng)7天和14天后的共聚焦顯微鏡照片，其中，A圖為在體外培養(yǎng) 7天的共聚焦顯微鏡照片，B圖為在體外培養(yǎng)14天的共聚焦顯微鏡照片。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明所述方法予以進一步說明。下述實施例中，膠原、硫酸軟骨素和透明質酸均可通過市場購買，其余原料均為常規(guī)化學試劑。
實施例1
本實施例對硫酸軟骨素(⑶)和透明質酸(HA)進行改性，制備甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素和甲基丙烯酸化的透明質酸。本實施例中，硫酸軟骨素的分子量為1 5萬道爾頓，透明質酸的分子量為150 200萬道爾頓。
將硫酸軟骨素用去離子水配制成質量/體積濃度4%的硫酸軟骨素溶液，按照硫酸軟骨素溶液中所含硫酸軟骨素的羥基與甲基丙烯酸酐(MA)的摩爾比為1 10計量甲基丙烯酸酐(MA)，并將甲基丙烯酸酐(MA)加入所述硫酸軟骨素溶液中，在常壓、4°C攪拌反應 24h,然后無水乙醇沉淀，并用無水乙醇洗滌5 6次，繼后將洗滌后的反應產(chǎn)物溶于去離子水，透析4天，將透析后的反應產(chǎn)物冷凍干燥即得到甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素。
將透明質酸用去離子水配制成質量/體積濃度0. 5%的硫酸軟骨素溶液，按照透明質酸溶液中所含透明質酸的羥基與甲基丙烯酸酐(MA)的摩爾比為1 10計量甲基丙烯酸酐(MA)，并將甲基丙烯酸酐(MA)加入所述透明質酸溶液中，在常壓、4°C攪拌反應Mh，然后無水乙醇沉淀，并用無水乙醇洗滌5 6次，繼后將洗滌后的反應產(chǎn)物溶于去離子水，透析4天，將透析后的反應產(chǎn)物冷凍干燥即得到甲基丙烯酸化的透明質酸。
實施例2
本實施例對硫酸軟骨素(⑶)和透明質酸(HA)進行改性，制備甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素和甲基丙烯酸化的透明質酸。本實施例中，硫酸軟骨素的分子量為1 5萬道爾頓，透明質酸的分子量為150 200萬道爾頓。
將硫酸軟骨素用去離子水配制成質量/體積濃度4%的硫酸軟骨素溶液，按照硫酸軟骨素溶液中所含硫酸軟骨素的羥基與甲基丙烯酸酐(MA)的摩爾比為1 5計量甲基丙烯酸酐(MA)，并將甲基丙烯酸酐(MA)加入所述硫酸軟骨素溶液中，在常壓、4°C攪拌反應 24h,然后無水乙醇沉淀，并用無水乙醇洗滌5 6次，繼后將洗滌后的反應產(chǎn)物溶于去離子水，透析4天，將透析后的反應產(chǎn)物冷凍干燥即得到甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素。
將透明質酸用去離子水配制成質量/體積濃度0. 5%的硫酸軟骨素溶液，按照透明質酸溶液中所含透明質酸的羥基與甲基丙烯酸酐(MA)的摩爾比為1 5計量甲基丙烯酸酐(MA)，并將甲基丙烯酸酐(MA)加入所述透明質酸溶液中，在常壓、4°C攪拌反應Mh，然后無水乙醇沉淀，并用無水乙醇洗滌5 6次，繼后將洗滌后的反應產(chǎn)物溶于去離子水，透析4天，將透析后的反應產(chǎn)物冷凍干燥即得到甲基丙烯酸化的透明質酸。
實施例3
本實施例對硫酸軟骨素(⑶)和透明質酸(HA)進行改性，制備甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素和甲基丙烯酸化的透明質酸。本實施例中，硫酸軟骨素的分子量為1 5萬道爾頓，透明質酸的分子量為150 200萬道爾頓。
將硫酸軟骨素用去離子水配制成質量/體積濃度4%的硫酸軟骨素溶液，按照硫酸軟骨素溶液中所含硫酸軟骨素的羥基與甲基丙烯酸酐(MA)的摩爾比為1 1計量甲基丙烯酸酐(MA)，并將甲基丙烯酸酐(MA)加入所述硫酸軟骨素溶液中，在常壓、4°C攪拌反應 24h,然后無水乙醇沉淀，并用無水乙醇洗滌5 6次，繼后將洗滌后的反應產(chǎn)物溶于去離子水，透析4天，將透析后的反應產(chǎn)物冷凍干燥即得到甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素。
將透明質酸用去離子水配制成質量/體積濃度0. 5%的硫酸軟骨素溶液，按照透明質酸溶液中所含透明質酸的羥基與甲基丙烯酸酐(MA)的摩爾比為1 1計量甲基丙烯酸酐(MA)，并將甲基丙烯酸酐(MA)加入所述透明質酸溶液中，在常壓、4°C攪拌反應Mh，然后無水乙醇沉淀，并用無水乙醇洗滌5 6次，繼后將洗滌后的反應產(chǎn)物溶于去離子水，透析4天，將透析后的反應產(chǎn)物冷凍干燥即得到甲基丙烯酸化的透明質酸。
實施例4
本實施例制備膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，工藝步驟如下
(1)原料溶液的配制
在常壓、室溫下以體積濃度0. 5%的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到9mg/mL為限，
在常壓、室溫下將實施例1制備的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的透明質酸用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限；
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、4°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的pH值調整至7.0，然后在攪拌下于常壓、4°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7.0的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為5mg/mL，再加入濃度為 lmol/L的過硫酸銨溶液(用去離子水配制)和濃度為lmol/L的四甲基乙二胺溶液(用去離子水配制)并混合均勻即形成前溶液，濃度為lmol/L的過硫酸銨溶液的加入量以過硫酸銨在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限，四甲基乙二胺溶液的加入量以四甲基乙二胺在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限；
所述pH值為7. 0的膠原溶液、步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=2 1，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=7 1 ；
(3)成膠
將步驟( 配制的前溶液加入模具中，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置30分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，其壓縮模量為27. 7士 1. 8kPa，在膠原酶中60小時后降解約50%。本實施例制備的復合水凝膠，其凍干后的微觀形貌見圖1中的A圖，其在膠原酶中降解60小時后的微觀形貌見圖1中的B圖， 證明了本實施例制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸復合水凝膠中互穿網(wǎng)絡結構的存在。
對比例
本對比例為實施例2的對比例。
(1)原料溶液的配制
在常壓、室溫下以體積濃度0. 5%的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到9mg/mL為限，
在常壓、室溫下將硫酸軟骨素用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以硫酸軟骨素能完全溶解為限，
在常壓、室溫下將透明質酸用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以透明質酸能完全溶解為限；
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、4°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的pH值調整至 7.0，然后在攪拌下于常壓、4°C將步驟(1)配制的硫酸軟骨素溶液和透明質酸溶液加入pH 值為7. 0的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為5mg/mL即形成前溶液
所述pH值為7. 0的膠原溶液、步驟⑴配制的硫酸軟骨素溶液和透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量硫酸軟骨素的質量+透明質酸的質量=2 1，硫酸軟骨素質量透明質酸的質量=7:1;
(3)成膠
將步驟O)配制的前溶液加入模具中，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置30分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸復合水凝膠，其壓縮模量為8.7±0.7沙^在膠原酶中M小時后完全降解。所述膠原/硫酸軟骨素/透明質酸復合水凝膠凍干后的微觀形貌見圖1中的C圖，將圖1中的C圖與圖1中的A圖進行比較，并結合降解狀態(tài)，證明了對比例所制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸復合水凝膠不具有互穿網(wǎng)絡結構。
實施例5
本實施例制備膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，工藝步驟如下
(1)原料溶液的配制
在常壓、室溫下以體積濃度的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到12mg/mL為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用蒸餾水配制成溶液，蒸餾水的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的透明質酸用蒸餾水配制成溶液，蒸餾水的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限；
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、2°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的PH值調整至7. 4，然后在攪拌下于常壓、2°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7. 4的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為5mg/mL，再加入濃度為 lmol/L的過硫酸銨溶液(用蒸餾水配制)和濃度為lmol/L的四甲基乙二胺溶液(用蒸餾水配制)并混合均勻即形成前溶液，濃度為lmol/L的過硫酸銨溶液的加入量以過硫酸銨在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限，四甲基乙二胺溶液的加入量以四甲基乙二胺在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限；
所述pH值為7. 4的膠原溶液、步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=2 1，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=7 1 ；
(3)成膠
將步驟( 配制的前溶液加入模具中，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置40分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，其壓縮模量為39. 9士2. OkPa，在膠原酶中60小時后降解約50%。本實施例制備的復合水凝膠，其凍干后的微觀形貌類似于圖1中的A圖，其在膠原酶中降解60小時后的微觀形貌類似于圖1中的B圖，將本實施例制備的復合水凝膠包裹軟骨細胞后在體外培養(yǎng)7天和14天，其共聚焦顯微鏡照片見圖2，從圖2中的A圖和B圖可以看出，超過95%的細胞生長良好，證明了本發(fā)明所述方法制備的膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠具有良好的細胞相容性。
實施例6
本實施例制備膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，工藝步驟如
(1)原料溶液的配制
在常壓、室溫下以體積濃度2%的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到Hmg/mL為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液配制成溶液，所述磷酸鹽緩沖溶液的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限，
在常壓、室溫下將實施例3制備的甲基丙烯酸化的透明質酸用濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液配制成溶液，所述磷酸鹽緩沖溶液的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限；
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、3°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的PH值調整至7. 4，然后在攪拌下于常壓、3°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7. 4的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為7mg/mL，再加入濃度為 lmol/L的過硫酸銨溶液(用濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液配制)和濃度為lmol/L的四甲基乙二胺溶液(用濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液配制)并混合均勻即形成前溶液，濃度為lmol/L的過硫酸銨溶液的加入量以過硫酸銨在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限， 四甲基乙二胺溶液的加入量以四甲基乙二胺在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限；
所述pH值為7. 4的膠原溶液、步驟⑴配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=1 1，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=1 7;
(3)成膠
將步驟( 配制的前溶液加入模具中，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置60分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，其壓縮模量為M.9士3. lkPa，其凍干后的微觀形貌類似于圖1中的A圖。
實施例7
本實施例制備膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，工藝步驟如下
(1)原料溶液的配制
在常壓、室溫下以體積濃度0. 5%的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到9mg/mL為限，
在常壓、室溫下將實施例3制備的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限，
在常壓、室溫下將實施例3制備的甲基丙烯酸化的透明質酸用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限；
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、0°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的PH值調整至7. 4，然后在攪拌下于常壓、0°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7. 4的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為5mg/mL，再加入濃度為 lmol/L的過硫酸銨溶液(用去離子水配制)和濃度為lmol/L的四甲基乙二胺溶液(用去離子水配制)并混合均勻即形成前溶液，濃度為lmol/L的過硫酸銨溶液的加入量以過硫酸銨在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限，四甲基乙二胺溶液的加入量以四甲基乙二胺在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限；
所述pH值為7. 4的膠原溶液、步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=1 2，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=7 1 ；
(3)成膠
將步驟( 配制的前溶液加入模具中，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置30分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，其壓縮模量為36. 8士3. 8kPa，其凍干后的微觀形貌類似于圖1中的A圖。
實施例8
本實施例制備膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，工藝步驟如下
(1)原料溶液的配制
在常壓、室溫下以體積濃度2%的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到Hmg/mL為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的透明質酸用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限；
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、2°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的PH值調整至7. 2，然后在攪拌下于常壓、2°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7. 2的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為9mg/mL，再加入濃度為 lmol/L的過硫酸銨溶液(用去離子水配制)和濃度為lmol/L的四甲基乙二胺溶液(用去離子水配制)并混合均勻即形成前溶液，濃度為lmol/L的過硫酸銨溶液的加入量以過硫酸鉀在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限，四甲基乙二胺溶液的加入量以四甲基乙二胺在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限；
所述pH值為7. 2的膠原溶液、步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透CN 102532566 A明質酸的質量=1 1，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=1 1 ；
⑶成膠
將步驟( 配制的前溶液加入模具中，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置50分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，其壓縮模量為觀.7士 1. 27kPa，其凍干后的微觀形貌類似于圖1中的A圖。
實施例9
本實施例制備膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，工藝步驟如下
(1)原料溶液的配制
在常壓、室溫下以體積濃度的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到12mg/mL為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限，
在常壓、室溫下將實施例2制備的甲基丙烯酸化的透明質酸用去離子水配制成溶液，去離子水的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限；
(2)前溶液的配制
在攪拌下于常壓、4°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的PH值調整至7. 2，然后在攪拌下于常壓、4°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7. 2的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加濃度為0. OlM的磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為7mg/mL，再加入濃度為 lmol/L的過硫酸銨溶液(用去離子水配制)和濃度為lmol/L的四甲基乙二胺溶液(用去離子水配制)并混合均勻即形成前溶液，濃度為lmol/L的過硫酸銨溶液的加入量以過硫酸鉀在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限，四甲基乙二胺溶液的加入量以四甲基乙二胺在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限；
所述pH值為7. 2的膠原溶液、步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量
混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=2 1，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=2 5 ；
(3)成膠
將步驟( 配制的前溶液加入模具中，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置30分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠，其壓縮模量為30. 2士2. ^kPa,其凍干后的微觀形貌類似于圖1中的A圖。
權利要求
1.一種互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1)原料溶液的配制原料溶液為膠原溶液、甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液，在常壓、室溫下以體積濃度0. 5% 2%的乙酸為溶劑配制膠原溶液，乙酸的用量以膠原在膠原溶液中的濃度達到9mg/mL Hmg/mL為限，在常壓、室溫下將甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素用溶劑配制成溶液，溶劑的用量以甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素能完全溶解為限，在常壓、室溫下將甲基丙烯酸化的透明質酸用溶劑配制成溶液，溶劑的用量以甲基丙烯酸化的透明質酸能完全溶解為限，配制甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和配制甲基丙烯酸化的透明質酸溶液的溶劑為去離子水、蒸餾水、磷酸鹽緩沖溶液中的一種；(2)前溶液的配制在攪拌下于常壓、0°C 4°C用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的pH值調整至7.0 7. 4，然后在攪拌下于常壓、0°C 4°C將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入PH值為7. 0 7. 4的膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加入磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為5mg/mL 9mg/mL， 再加入引發(fā)劑和催化劑并混合均勻即形成前溶液，引發(fā)劑的加入量以引發(fā)劑在所述前溶液中的濃度達到4mmol/L為限，催化劑的加入量以催化劑在所述前溶液中的濃度達到4mmol/ L為限；所述PH值為7. 0 7. 4的膠原溶液、步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液按以下配比計量混合液中，膠原的質量甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素的質量+甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=2 1 1 2，甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素質量甲基丙烯酸化的透明質酸的質量=7 1 1 7 ；(3)成膠將步驟( 配制的前溶液注入模具，然后將含前溶液的模具于常壓、37°C的環(huán)境中放置30分鐘 60分鐘，即形成膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠。
2.根據(jù)權利要求1所述膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于前溶液的配制步驟中，將引發(fā)劑和催化劑用去離子水或蒸餾水或磷酸鹽緩沖溶液配制成溶液加入所述混合液中。
3.根據(jù)權利要求1或2所述膠原/硫酸軟骨素/透明質酸互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于所述硫酸軟骨素的分子量為1 5萬道爾頓，透明質酸的分子量為150 200萬道爾頓。
4.根據(jù)權利要求1或2所述互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀，所述催化劑為四甲基乙二胺。
5.根據(jù)權利要求3所述互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀，所述催化劑為四甲基乙二胺。
6.根據(jù)權利要求1或2所述互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于所述磷酸鹽緩沖溶液的濃度為0. OlM0
7.根據(jù)權利要求3所述互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于所述磷酸鹽緩沖溶液的濃度為0. OlM0
8.根據(jù)權利要求4所述互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于所述磷酸鹽緩沖溶液的濃度為0. OlM0
9.根據(jù)權利要求5所述互穿網(wǎng)絡復合水凝膠的制備方法，其特征在于所述磷酸鹽緩沖溶液的濃度為0. OlM0
全文摘要
一種具有互穿網(wǎng)絡結構的復合水凝膠的制備方法，工藝步驟如下(1)用乙酸配制膠原溶液，用去離子水、蒸餾水或磷酸鹽緩沖溶液配制甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液；(2)在攪拌下于常壓、0～4℃用氫氧化鈉溶液將步驟(1)配制的膠原溶液的pH值調整至7.0～7.4，然后在攪拌下將步驟(1)配制的甲基丙烯酸化的硫酸軟骨素溶液和甲基丙烯酸化的透明質酸溶液加入膠原溶液中，當三種溶液混合均勻后，加入磷酸鹽緩沖溶液進行稀釋，使混合液中膠原的濃度為5～9mg/mL，再加入引發(fā)劑和催化劑并混合均勻即形成前溶液；(3)將步驟(2)配制的前溶液注入模具，然后將含前溶液的模具于常壓、37℃的環(huán)境中放置30～60分鐘。
文檔編號C08J3/075GK102532566SQ20111043312
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權日2011年12月21日
發(fā)明者張興棟, 樊渝江, 肖玉梅, 袁暾, 郭筵, 魯建 申請人:四川大學