【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料，具体涉及一种具有ros清除能力的聚谷氨酸-甲基丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法，该复合水凝胶可用于骨质疏松性骨缺损修复。
技术介绍
1、骨组织工程支架是一种典型的人造三维支架，可应用于各种疾病如骨质疏松性骨缺损导致的骨缺损修复。骨修复是个复杂且长期的过程，微观层面涉及到如骨髓间充质干细胞、成骨细胞、破骨细胞等各种细胞的活性和表型，进而影响到宏观层面骨组织修复的完整性。糖尿病患者通常伴随着骨代谢失调引发的骨质疏松，摔倒、磕碰后更易骨折、骨裂，而患者由于高糖的身体条件，修复部位通常会积累较高的ros水平，不仅会造成成骨细胞、干细胞等细胞的氧化应激行为，降低细胞活性，也会损伤细胞内的线粒体，影响细胞的正常代谢过程，而受损的线粒体又会进一步产生大量的ros，形成“高ros水平-线粒体损伤-高ros水平”的恶性循环，最终导致骨缺损部位长时间无法愈合，给患者带来极大的经济压力和精神损失。
2、目前针对骨缺损修复和糖尿病骨修复已有相应解决方案。中国专利“一种可塑性复合骨修复支架及其制备方法”（cn115054734a）公开了一种用于骨缺损修复的羧基改性壳聚糖接枝多肽/天然生物骨复合材料，针对现有骨粉难塑型且对促进骨细胞生长方面能力不足的技术问题，采用酶催化法将多肽接枝在羧基改性壳聚糖上，并与天然骨粉混合反应获得可塑性复合骨支架。该支架能够在三个月时间促进骨缺损完全愈合。中国专利“一种用于糖尿病骨修复的双层结构骨膜及其制备方法”（cn111265722a）公开了一种用于糖尿病骨修复的双层结构骨膜，通过静电纺丝工
3、聚谷氨酸（pga）是一种纯天然高分子材料，具有无毒、可完全降解、强大的锁水、保水等特点，常应用于化妆品领域。本专利技术将pga引入甲基丙烯酰胺（maam）分子链，可以有效改善聚甲基丙烯酰胺（pmaam）水凝胶的降解性能，大大提高生物相容性，更多的交联位点进一步提高了凝胶的力学性能，为缺损处新骨的形成提供力学支持。其次为了赋予复合水凝胶多功能性，通过金属离子-羧基配位作用搭载具有类似超氧化物歧化酶催化能力的cu-cof材料，以cu（ii）作为氧化还原活性金属中心的cu-cof可以催化ros如超氧自由基阴离子（o2•−）分解，稳定的配位键不仅提高了凝胶材料的载药量，还可以协同提高材料的抗氧化性，进一步增强复合水凝胶清除ros的能力，打破由于高ros水平导致的“高ros水平-线粒体损伤-高ros水平”恶性循环，恢复线粒体的正常代谢功能，提高成骨细胞、干细胞等细胞的活性进而恢复骨代谢平衡，最终达到修复骨质疏松性骨缺损的目的。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种具有ros清除能力的聚谷氨酸-甲基丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法，该复合水凝胶可用于骨质疏松性骨缺损修复。复合水凝胶模拟骨组织细胞外基质，以maam为单体，kps为引发剂引发maam的自由基聚合，形成pmaam水凝胶基底，其次加入的pga作为另一种高分子链与pmaam分子链以酰胺键相结合，有效改善了pmaam的力学性能较差、难降解和生物相容性差等缺点。同时搭载具有类似超氧化物歧化酶催化能力的，以cu（ii）作为氧化还原活性金属中心具有抗氧化作用的cu-cof材料，赋予了复合水凝胶清除ros的功能。其次cu（ii）能够与凝胶的羧基发生配位作用，形成金属-羧酸配位键。由于金属配位键优异的稳定性，不仅提高了凝胶网络的载药量，还可以进一步增加材料的抗氧化性，协同增强复合水凝胶清除ros能力。可以有效降低糖尿病型骨质疏松性骨缺损病灶区域的高ros水平，从而达到恢复骨修复能力的目的。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供一种用于骨质疏松性骨缺损修复的具有ros清除能力的聚谷氨酸-甲基丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）依次称取四（4-甲酰基苯）甲烷（tfhpm）和4,5-二氯-1,2-苯二胺（dcpda）加入派热克斯玻璃管中，混合均匀得到固体a；
5、（2）向步骤（1）制备得到的固体a中依次加入一定量的对二甲苯、1,4-二氧六环和乙酸溶液，混合均匀后放入液氮中反复冻融，得到溶液a；
6、（3）将步骤（2）制备得到的溶液a放入烘箱中反应，得到黄色固体，随后用丙酮和四氢呋喃洗涤黄色固体1~5次；
7、（4）将步骤（3）制备得到的黄色固体冷冻干燥1~3天，得到的样品命名为cof；
8、（5）称取醋酸铜加入无水甲醇中，混合得到饱和醋酸铜-甲醇溶液。将步骤（4）制备得到的cof加入该饱和醋酸铜-甲醇溶液，均匀混合，在10 ℃~50 ℃下放置1~5天，得到绿色固体；
9、（6）将步骤（5）中制备得到的绿色固体用无水甲醇洗涤1~5次，得到的样品命名为cu-cof；
10、（7）依次称取甲基丙烯酰胺（maam）、过硫酸钾（kps）倒入烧杯中，加入去离子水，在20 ℃~90 ℃下搅拌溶解直至完全溶解没有气泡，得到溶液b；
11、（8）称取聚谷氨酸（pga）倒入烧杯中，加入去离子水，20 ℃~90 ℃下搅拌溶解直至完全溶解没有气泡，得到溶液c；
12、（9）称取cu-cof，加入去离子水中，超声分散得到cu-cof溶液；
13、（10）将步骤（8）和（9）分别制备得到的溶液c和cu-cof溶液加入步骤（7）制备得到的溶液b，混合均匀，得到溶液d；
14、（11）将步骤（10）制备得到的溶液d置于油浴锅中搅拌反应；反应结束后，采用流延法将反应后的溶液倒入模具中，放入烘箱中成胶，得到最终样品复合水凝胶。
15、进一步地：
16、步骤（1）中，tfhpm和dcpda的质量比值为0.5~3.0。
17、步骤（2）中，对二甲苯、1,4-二氧六环和乙酸溶液用于反应的体积分别为0.1~1.0ml、0.1~1.0 ml和0.1~1.0 ml，乙酸溶液的浓度为1~6 mol/l。
18、步骤（3）中，烘箱中反应温度为30 ℃~230 ℃，反应时间为1~5天。
19、步骤（5）中，cof和饱和醋酸铜-甲醇溶液的质量体积比为0.005~0.1g/ml。
20、步骤（7）中，maam固体最终用于反应的浓度为1wt% ~70wt% ，kps固体最终的用于反应浓度为0.1wt% ~50wt%。
21、步骤（8）中，pga固体最终的用于反应的浓度为1wt% ~70wt% 。
22、步骤（10）中，用于最终反应的cu-cof的浓度为1wt% ~50wt% 。
23、步骤（11）中，反应温度为30 ℃~100 ℃，反应时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有ROS清除能力的聚谷氨酸-甲基丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，TFHPM和DCPDA的质量比值为0.5~3.0。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，对二甲苯、1,4-二氧六环和乙酸溶液用于反应的体积分别为0.1~1.0 mL、0.1~1.0 mL和0.1~1.0 mL，乙酸溶液的浓度为1~6 mol/L。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，烘箱中反应温度为30 ℃~230℃，反应时间为1~5天。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5）中，COF和饱和醋酸铜-甲醇溶液的质量体积比为0.005~0.1 g/mL。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（7）的溶液B中，MAAM的浓度为1wt% ~70wt%，KPS的浓度为0.1wt% ~50wt% 。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（8）的溶液C中，PGA的浓度为1wt% ~70
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（10）的溶液D中，Cu-COF的浓度为1wt% ~50wt% 。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（11）中，反应温度为30 ℃~100 ℃，反应时间为1~12 h，转速为100~800 rpm，烘干温度为30 ℃~100 ℃，烘干时间为2~24 h。
10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的一种具有ROS清除能力的聚谷氨酸-甲基丙烯酰胺复合水凝胶。
...【技术特征摘要】
1.一种具有ros清除能力的聚谷氨酸-甲基丙烯酰胺复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，tfhpm和dcpda的质量比值为0.5~3.0。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，对二甲苯、1,4-二氧六环和乙酸溶液用于反应的体积分别为0.1~1.0 ml、0.1~1.0 ml和0.1~1.0 ml，乙酸溶液的浓度为1~6 mol/l。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，烘箱中反应温度为30 ℃~230℃，反应时间为1~5天。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5）中，cof和饱和醋酸铜-甲醇溶液的质量体积比为0.005~0.1 g/ml。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张进，肖培杰，徐露，郭瑾瑜，陈跃箐，阮任杰，刘婉玲，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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