一种聚（N-丙烯酰甘氨酰胺）温敏水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种聚(N

【技术实现步骤摘要】
一种聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及微纳米尺寸温敏水凝胶
，尤其涉及一种聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]水凝胶类材料因其良好的机械性能、亲水性、生物相容性等，近年来引起了学者们的广泛关注。温度响应型水凝胶智能材料可以在温度变化时自主改变物理和/或化学性质，是先进功能材料科学的研究前沿。聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)在最低的临界溶液温度LCST(Low Critical Solution Temperature)附近(～32℃)展现出明显的收缩特性，由于其具有LCST值接近人体温度的最大优势，自1967年被报道以来已广泛应用于很多领域，如智能涂层，药物传送、分娩，组织再生，人工肌肉等。PNIPAM是温敏水凝胶大家庭中最有名的成员之一。
[0003]近几十年来，科学家们致力于开发在接近人体温度展现出膨胀特性的温敏水凝胶，及较最高临界溶液温度UCST((Upper Critical Solution Temperature)值接近人体温度的温敏水凝胶。由于制备工艺以及理论支撑等欠缺，目前为止，鲜有接近人体温度呈现快速膨胀的水凝胶被成功开发。聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)(PNAGA)型温敏水凝胶被报道在45度左右产生明显的溶胀效应，再加上其良好的亲水性、机械性能等，已被广泛用于药物传送、组织工程、抓手等领域。但目前PNAGA温敏水凝胶的制备方法主要有UV聚合、光刻以及模板法等。这些制备工艺所使用的引发剂水溶性差、效率低、提纯困难，再加上这些制备工艺均无法获得高精度且致密的PNAGA 3D结构，阻碍其进一步发展与应用。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶及其制备方法与应用，旨在解决现有制备工艺均无法获得高精度且致密的PNAGA 3D结构的问题。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]一种聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，包括步骤：
[0008]将N
‑
丙烯酰甘氨酰胺、偶联剂和双光子引发剂溶解于水中，得到混合液；
[0009]将所述混合液加至基底上，并建立所述聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的3D结构模型；
[0010]根据所述3D结构模型采用双光子3D打印设备对所述基底上的混合液进行打印，得到所述聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶。
[0011]所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，所述偶联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯。
[0012]所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，所述双光子引发剂
为钠3,3'
‑
((((1E,1'E)
‑
(2
‑
氧代环戊烷
‑
1,3
‑
二亚甲基)双(亚甲基))双(4,1
‑
亚苯基))双(甲基氮杂二基))二丙酸酯。
[0013]所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，所述N
‑
丙烯酰甘氨酰胺、偶联剂、双光子引发剂和水的质量体积比为(50～300)mg：(0.1～0.6)mL：(0.5～3)mg：(0.4～2.4)mL。
[0014]所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，所述双光子3D打印设备包括波长为780nm的双光子光源和频率为80MHz的飞秒激光。
[0015]所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，所述聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的3D结构模型包括螺旋型、五角星型、六边型和四边型中的一种或多种。
[0016]所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，所述得到所述聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的步骤后，还包括步骤：
[0017]对所述聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶进行纯化处理。
[0018]所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其中，所述纯化处理的步骤包括：
[0019]将所述聚(N
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丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶置于水中浸泡3～5分钟，然后将水吸走，氮气吹干，得到纯化的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶。
[0020]一种聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶，其中，采用如本专利技术上述方案所述的制备方法制得。
[0021]一种如本专利技术上述方案所述的制备方法制得的聚(N
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丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶在制备药物递送系统、抓手、栓塞中的应用。
[0022]有益效果：本专利技术公开了一种聚(N
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丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶及其制备方法与应用，本专利技术采用双光子3D打印技术，成功制备了高精度微纳米尺寸的聚(N
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丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶，微纳米尺寸有利于所述聚(N
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丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶进一步应用于细胞及组织工程，采用本专利技术的方法制备的水凝胶具有紧密的3D结构，良好的生物相容性，在药物递送、抓手、栓塞等领域展现出巨大的应用潜力。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提供的聚(N
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丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法较佳实施例的流程图。
[0024]图2为本专利技术3D打印(双光子聚合)技术制备PNAGA温敏水凝胶流程示意图。
[0025]图3中(a)为本专利技术实施例中，PNAGA
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100的3D打印窗口；(b)为对应于左侧打印打印参数的光学图像；(c)为PNAGA
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100在不同打印条件下的三种状态。
[0026]图4为本专利技术实施例1中不同构型PNAGA
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100微纳米3D结构SEM图。
[0027]图5为本专利技术实施例1中PNAGA
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100温敏水凝胶显微FTIR图。
[0028]图6为本专利技术实施例1中PNAGA
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100温敏水凝胶生物相容性测试图。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供一种聚(N
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丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶及其制备方法与应用，为使本
专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其特征在于，包括步骤：将N
‑
丙烯酰甘氨酰胺、偶联剂和双光子引发剂溶解于水中，得到混合液；将所述混合液加至基底上，并建立所述聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的3D结构模型；根据所述3D结构模型采用双光子3D打印设备对所述基底上的混合液进行打印，得到所述聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶。2.根据权利要求1所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯。3.根据权利要求1所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其特征在于，所述双光子引发剂为钠3,3'
‑
((((1E,1'E)
‑
(2
‑
氧代环戊烷
‑
1,3
‑
二亚甲基)双(亚甲基))双(4,1
‑
亚苯基))双(甲基氮杂二基))二丙酸酯。4.根据权利要求1所述的聚(N
‑
丙烯酰甘氨酰胺)温敏水凝胶的制备方法，其特征在于，所述N
‑
丙烯酰甘氨酰胺、偶联剂、双光子引发剂和水的质量体积比为(50～300)mg：(0.1～0.6)mL：(0.5～3)mg：(0.4～2.4)mL。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周燕，王潇朴，叶敏，
申请(专利权)人：深圳市人工智能与机器人研究院，
类型：发明
国别省市：