一种可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂及其制备方法与应用

本发明属于生物医药材料，具体涉及一种可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚合物水凝胶已广泛用于废水处理、农业和食品化学、组织支架、药物递送系统、生物传感器和其他领域。然而，大多数聚合物水凝胶缺乏突出的机械强度和韧性，并且具有有限的恢复能力，这大大限制了它们的应用。因此，许多人致力于解决这些问题。目前，已经开发了许多新的韧性水凝胶，如拓扑水凝胶、双网络水凝胶和纳米复合水凝胶。

2、在这些坚韧的水凝胶中，双网络水凝胶已成为人造结缔组织的有力候选物，其在身体和生物传感器以及伤口敷料中发挥主要的生物力学作用。通常，双网络凝胶由具有不同物理性质的两个网络组成，其中第一网络是刚性的，并且容易断裂以耗散能量，从而提高强度，而第二网络是柔性的，以提高水凝胶的拉伸性能并实现刚度和韧性之间的平衡。

3、两性离子分子的偶极性使得两性离子水凝胶能够通过离子-偶极或偶极-偶极相互作用在许多表面上建立良好的粘附性且被粘物的离子偶极和偶极-偶极相互作用，反复粘附在各种基底上。两性离子聚合物具有亲水的阴、阳离子基团能够高度水化从而具有独特的抗生物污染性能，这种特性使得此类材料在生物医学等相关领域得到越来越多的应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂及其制备方法与应用，解决现有技术中水凝胶细胞毒性高、机械强度弱、抗菌能力有限且无法重复使用等问题。本发明以明胶和两性离子单体为主要原料，通过第一层明胶物理交联，第二层两性离子单体与丙烯酸单体形成的共聚物网络互穿构成一种高机械强度的抗菌型水凝胶粘合剂。

2、为了解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

3、一种可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂，包括以下质量分数计的组分：明胶 2%~15%、两性离子单体20%~30%、丙烯酸单体5%~15%、 引发剂0.1%~1%、交联剂0.1%~1%、其余成分为去离子水。

4、作为改进的是，所述两性离子单体为带有正负电荷偶极离子且呈电中性的化合物。

5、作为改进的是，所述两性离子单体为2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、或羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯中的一种。

6、作为改进的是，所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸锌。

7、作为改进的是，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过氧化氢异丙苯中的一种。

8、作为改进的是，所述交联剂为n,n－_亚甲基双丙烯酰胺。

9、上述任一种所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤一、将明胶溶于去离子水中直至完全溶解；

11、步骤二、室温下，将交联剂分散于去离子水中直至完全溶解；

12、步骤三、依次在步骤二的溶液中加入两性离子单体、丙烯酸单体和引发剂混合均匀；

13、步骤四、将步骤一的溶液倒入步骤三的溶液并搅拌10min后，倒入玻璃模具并于75℃触发3h得双网络两性离子水凝胶粘合剂。

14、上述双网络两性离子水凝胶粘合剂在医用粘合剂中的应用，所述医用粘合剂为抗菌的水凝胶粘合剂。

15、作为改进的是，所述抗菌的水凝胶粘合剂可作为抗菌敷料。

16、有益效果

17、与现有技术相比，本发明一种可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂及其制备方法与应用，通过双网络结构，赋予水凝胶良好的生物相容性，最大剥离强度可达26kpa，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率都在95%以上，得益于明胶网络和两性离子优异的亲水性能与特殊结构，粘合剂能够吸收伤口分泌的体液并能重复使用，促进伤口愈合。

技术特征：

1.一种可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂，其特征在于，包括以下质量分数计的组分：明胶 2%~15%、两性离子单体20%~30%、丙烯酸单体5%~15%、 引发剂0.1%~1%、交联剂0.1%~1%、其余成分为去离子水。

2.根据权利要求1所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂，其特征在于，所述两性离子单体为带有正负电荷偶极离子且呈电中性的化合物。

3.根据权利要求2所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂，其特征在于，所述两性离子单体为2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、或羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂，其特征在于，所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸锌。

5.根据权利要求1所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或过氧化氢异丙苯中的一种。

6.根据权利要求1所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂，其特征在于，所述交联剂为n,n－亚甲基双丙烯酰胺。

7.基于权利要求1-6中任一种所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.基于权利要求1所述的双网络两性离子水凝胶粘合剂在医用粘合剂中的应用，其特征在于，所述医用粘合剂为抗菌的水凝胶粘合剂。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述抗菌的水凝胶粘合剂可作为抗菌敷料。

技术总结
本发明公开了一种可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂及其制备方法与应用，解决传统水凝胶粘合剂机械强度弱、抗菌能力有限的问题。所述双网络两性离子水凝胶由第一层明胶形成的物理网络和第二层两性离子单体与丙烯酸单体形成的共聚物网络互穿构成。本发明的可重复使用的双网络两性离子水凝胶粘合剂机械性能优异、抗污抗菌性能以及生物相容性良好，在生物医用领域具有潜在的应用前景。

技术研发人员：李利,李庆勤,沈健
受保护的技术使用者：南京师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13