一种用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂、其制法和应用制造技术

本发明专利技术属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂、其制法和应用。所述的水凝胶粘合剂的制备原料包括：甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化丝素蛋白、聚醚F127二丙烯酸酯、光引发剂和溶剂。本发明专利技术所述的水凝胶粘合剂，能够满足膀胱缺损修复材料包括生物相容性好、密封性好、力学性能优异、稳定性好在内的综合性能要求。稳定性好在内的综合性能要求。稳定性好在内的综合性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂、其制法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂、其制法和应用。

技术介绍

[0002]膀胱是一种中空的器官，在低压状态下储存尿液，并以高效、及时和协调的方式将储存的尿液排除体外。由于膀胱壁的应力松弛特性，膀胱能够保持几乎恒定的压力。但在膀胱肿瘤、外伤，尤其是军队战创伤中，易伤及膀胱使其出现破损，其储尿排尿功能丧失，还面临着尿液外漏所导致的感染风险。
[0003]水凝胶材料作为一种含有大量亲水基团的三维网络结构，是一种具有高含水量的软质材料，近年来，广泛运用于组织工程、再生医学领域。但生物相容性好的水凝胶材料存在着力学性能低、密封性较差等问题，因而在针对膀胱器官的损伤修补方面，目前应用较少。目前，针对膀胱这一动态器官，缺少一种具有良好力学性能、一定密封性能且稳定的粘合剂，以此来达到无缝合的快速修补缺损的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种生物相容性好、具有良好的密封性、力学性能优异、稳定性好的治疗膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂。
[0005]为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，其制备原料包括：甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化丝素蛋白、聚醚F127二丙烯酸酯、光引发剂和溶剂。
[0007]甲基丙烯酰化明胶(GelMA)为双键改性明胶，是一种光敏性生物材料，与蓝光或紫外光引发剂配合使用，可在蓝光或紫外光作用下交联固化，兼具天然和合成生物材料的特征，具有适于细胞生长和分化的三维结构、优异的生物相容性和细胞反应特性，其可替代人工基底膜或其他天然胶原蛋白水凝胶。此外，GelMA具备良好的温敏凝胶特性和可降解性，其机械性能可调，能够提供多种黏弹特性，已广泛应用于细胞3D培养、组织工程、生物3D打印等研究领域。
[0008]甲基丙烯酰化丝素蛋白(SilMA)是通过甲基丙烯酸缩水甘油酯对丝素蛋白(SF)进行甲基丙烯酰化改性，在SF分子上引入双键。由于SF分子特殊的空间结构，其在改性前极易形成结晶而难溶于水。引入额外的化学基团后，其可在水中快速溶解，这使SilMA可被光固化为水凝胶。其具有稳定的理化性质，生物相容性良好。
[0009]聚醚F127二丙烯酸酯(F127DA)为丙烯酰化聚乙二醇
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聚丙二醇
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聚乙二醇三嵌段共聚物，通过紫外及可见光在光引发剂作用下快速交联固化成胶。F127具有优异的热致凝胶(升温凝胶)特性和良好的生物安全性，基于F127的材料体系可被应用于生物医学领域，如用作药物载体、伤口敷料、细胞载体剪切保护剂、生物3D打印等。
[0010]本专利技术通过将以上三种具有良好生物相容性的组分组合使用，较仅仅两种组分的
组合，制备的水凝胶粘合剂，显著提升了其作为膀胱缺损修复材料的力学性能和密封性。
[0011]根据本专利技术所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，按质量体积百分浓度计，其制备原料包括：5％甲基丙烯酰化明胶、8
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10％甲基丙烯酰化丝素蛋白、2.5
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5％聚醚F127二丙烯酸酯、0.25％光引发剂，余量为溶剂。上述浓度比例下，可制备得到具有较佳的包括力学性能、密封性以及稳定性在内的综合性能的膀胱缺损修复材料。
[0012]根据本专利技术所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，所述甲基丙烯酰化明胶的制备方法如下：将明胶水溶液与甲基丙烯酸酐混合使反应，经透析、滤膜过滤、离心、冷冻干燥后，即得；优选的，所述明胶水溶液的浓度为10％w/v，所述明胶与甲基丙烯酸酐的质量体积比为10g:1mL。所述反应的温度为50℃，反应的时间为3h；和/或，所述透析的截留分子量为8
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14kDa，所述透析的温度为50℃，所述透析的时间为6
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8天；和/或，所述滤膜的孔径为0.22μm。
[0013]根据本专利技术所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，所述甲基丙烯酰化丝素蛋白的制备方法如下：将丝素蛋白溶于溴化锂溶液中，得丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯混合使反应，经透析、冷冻干燥后，即得；优选的，所述丝素蛋白、溴化锂溶液、甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量体积比为5g:25mL:1mL，所述溴化锂溶液的浓度为9.3M。步骤S2中，所述反应的温度为60℃，反应的时间为3h；和/或，所述透析的截留分子量为8
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14kDa，所述透析的时间为4天。
[0014]根据本专利技术所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，所述聚醚F127二丙烯酸酯的制备方法如下：在氮气气氛下，将聚醚F127和三乙胺溶于无水二氯甲烷中，然后加入丙烯酰氯，搅拌使反应，经过滤、提纯、真空干燥后，即得；优选的，所述聚醚F127、三乙胺、丙烯酰氯的摩尔比为1:10:10；所述聚醚F127和无水二氯甲烷的质量体积比为50g:500mL；和/或，所述反应的温度为4℃，反应的时间为24h。
[0015]本专利技术各原料在上述工艺参数设定下，利于获得具有较低溶胀率，内部结构规整，综合力学性能和密封性能优异的水凝胶粘合剂。
[0016]本专利技术的第二方面，提供所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化丝素蛋白、聚醚F127二丙烯酸酯、光引发剂和溶剂混匀，得水凝胶前驱液；将所述水凝胶前驱液进行紫外光照射使交联，即得所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂。优选的，所述紫外光照射的波长为365～405nm，时间为90～120s。
[0017]本专利技术的第三方面，提供所述的水凝胶粘合剂在制备膀胱缺损修复的材料中的应用。在实际应用时，将本专利技术未固化的水凝胶前驱液涂覆膀胱缺损部位，再给予紫外光照，即可实现快速光交联密封，达到快速治疗创伤膀胱的目的，可有效防止由于破损后的尿液外漏引起的感染问题，有利于下一步的治疗。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术通过采用甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化丝素蛋白、聚醚F127二丙烯酸酯三种组分复配作为主要原料，制备得到的水凝胶粘合剂，能够满足膀胱缺损修复材料包括生物相容性好、密封性好、力学性能优异、稳定性好在内的综合性能要求。
附图说明
[0020]图1为本专利技术水凝胶粘合剂的溶胀率随时间变化曲线；
[0021]图2为本专利技术水凝胶粘合剂的电镜扫描图；
[0022]图3为本专利技术水凝胶粘合剂的微观结构孔径分布图；
[0023]图4为三种样品的拉伸试验结果对比；
[0024]图5为三种样品的压缩试验结果对比；
[0025]图6为破损膀胱的修复试验过程；
[0026]图7为三种样品所能承受的爆破压力对比。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，其特征在于，其制备原料包括：甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化丝素蛋白、聚醚F127二丙烯酸酯、光引发剂和溶剂。2.根据权利要求1所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，其特征在于，按质量体积百分浓度计，其制备原料包括：5％甲基丙烯酰化明胶、8
‑
10％甲基丙烯酰化丝素蛋白、2.5
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5％聚醚F127二丙烯酸酯、0.25％光引发剂，余量为溶剂。3.根据权利要求1所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，其特征在于，所述甲基丙烯酰化明胶的制备方法如下：将明胶水溶液与甲基丙烯酸酐混合使反应，经透析、滤膜过滤、离心、冷冻干燥后，即得；和/或，所述甲基丙烯酰化丝素蛋白的制备方法如下：将丝素蛋白溶于溴化锂溶液中，得丝素蛋白溶液；将丝素蛋白溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯混合使反应，经透析、冷冻干燥后，即得；和/或，所述聚醚F127二丙烯酸酯的制备方法如下：在氮气气氛下，将聚醚F127和三乙胺溶于无水二氯甲烷中，然后加入丙烯酰氯，搅拌使反应，经过滤、提纯、真空干燥后，即得。4.根据权利要求3所述用于膀胱缺损修复的水凝胶粘合剂，其特征在于，所述甲基丙烯酰化明胶的制备方法中，明胶水溶液的浓度为10％w/v，所述明胶与甲基丙烯酸酐的质量体积比为10g:1mL；和/或，所述反应的温度为50℃，反应的时间为3h；和/或，所述透析的截留分子量为8
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14kDa，所述透析的温度为50℃，所述透析的时间为6
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8天；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：符伟军，符舟洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院第三医学中心，
类型：发明
国别省市：