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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶,具体涉及一种基于氨基酸/壳聚糖复合调控的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶及其制备方法。
技术介绍
1、天然生物大分子水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性,广泛应用于生物医学和药物载体等领域。壳聚糖(chitosan,cs)是一种具有可生物降解和生物相容性的阳离子聚合物,透明质酸钠(sodium hyaluronate,ha)是一种具有非免疫原性和生物降解性的天然阴离子聚合物,透明质酸钠中的羧基与壳聚糖中质子化的氨基在离子键的作用下易形成高密度离子交联网络,网络中同时含有大量氢键和链缠节。两者作为反应性和功能性生物聚合物,形成的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶具有良好的生物相容性和医用潜力。
2、然而,目前已报道的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶机械性能微弱,韧性和强度低,不能满足很多需要承受一定机械载荷的实际应用。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种基于氨基酸/壳聚糖复合调控的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶及其制备方法,该水凝胶的机械性能良好,韧性和强度高。
2、为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案如下:
3、一种基于氨基酸/壳聚糖复合调控的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
4、(1)将透明质酸钠粉末在水中加热搅拌至完全溶解,随后加入壳聚糖粉末搅拌使其均匀分散;
5、(2)向步骤(1)中加入冰醋酸溶液至壳聚糖完全溶解,并继续搅拌至混合均匀;
6、(3)将步骤(2
7、(4)向步骤(3)得到的沉淀中滴加含氨基酸和壳聚糖的混合溶液,搅拌分散均匀,静置,去除上清液,得到水凝胶前体液;
8、(5)将水凝胶前体液平铺在器皿中,静置于40~60℃烘箱中烘干;
9、(6)将烘干的后的水凝胶浸泡在去离子水中至完全溶胀,即得到壳聚糖/透明质酸钠水凝胶。
10、步骤(1)中,透明质酸钠和壳聚糖的质量比为1~100:9。
11、步骤(2)中,冰醋酸溶液的质量浓度为0.5~5.0%。
12、步骤(3)中,所述静置的时间为2~24h。
13、步骤(4)中,含氨基酸和壳聚糖的混合溶液的制备方法为:将壳聚糖溶解在冰醋酸水溶液中,然后向其中加入氨基酸的水溶液,混合搅拌均匀。
14、进一步地,含氨基酸和壳聚糖的混合溶液中,壳聚糖和氨基酸的质量比为1:5~10。
15、冰醋酸水溶液中,冰醋酸的质量浓度为1~10%;壳聚糖在冰醋酸水溶液中的质量浓度为0.5~3.0%。
16、氨基酸的水溶液中,氨基酸的质量浓度为0.5~3.0%。
17、氨基酸为精氨酸、赖氨酸、γ-氨基丁酸中的任意一种或多种。
18、步骤(4)中,沉淀的质量与氨基酸和壳聚糖的质量之和的比为1.4~4.4:1。
19、步骤(5)中,静置于40~60℃烘箱中烘干。
20、本专利技术还提供了根据本专利技术所述的制备方法制备得到的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶,其应变范围为79~370%,应力范围为0.08~0.20mpa,溶胀率为176~356%。
21、本专利技术提供的基于氨基酸/壳聚糖复合调控的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶的制备方法,首先将透明质酸钠和壳聚糖的混合溶液静置分离出沉淀,静置分层实现了下层壳聚糖/透明质酸钠沉淀的大分聚集体和上层悬浊液中小分子聚集体的分离重排,消除多余小分子对沉淀大分聚集体后续结晶过程的干扰,为后续水凝胶的组装提供更多的交联位点;然后通过水洗沉淀操作去除沉淀大分子聚集体结构中残留的小分子,并使其亲水基团重排,使结构更为规整易于和氨基酸/壳聚糖小分子聚集体发生渗透交联;再向水洗后的沉淀中滴加含氨基酸和壳聚糖的混合溶液得到水凝胶前体液,滴加的过程实质上是沉淀大分子聚集体拓扑结构被调控的过程,此过程中形成分布相对均匀的非晶拓扑缠结,显著提升水凝胶的机械性能;再将水凝胶前体液平铺在器皿中,静置于40~60℃烘箱中烘干,烘干进一步使大分子聚集体发生重排,结晶成紧密的层状结构,进一步提升水凝胶的机械性能。
22、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
23、(1)本专利技术基于氨基酸/壳聚糖复合调控制备出了高强韧性的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶,该方法具有原创性。
24、(2)本专利技术提供的制备方法大幅提高了壳聚糖/透明质酸钠水凝胶的拉伸性能和强度,提高了其实际应用潜力,可应用于伤口敷料、疤痕抑制和美容膜等方面。
25、(3)本专利技术提供的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶具有结构性能可调性,可根据实际机械性能需求通过调整多种因素来制备出不同强韧性的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶,如壳聚糖/透明质酸钠沉淀与氨基酸和壳聚糖混合溶液的质量比、氨基酸和壳聚糖的混合溶液中氨基酸的种类、氨基酸和壳聚糖的比例,来制备出不同强韧性的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶。
26、(4)本专利技术中水凝胶的制备条件温和,成本低,设备要求不高,且绿色无污染,具有巨大的发展潜力。
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1.一种基于氨基酸/壳聚糖复合调控的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,透明质酸钠和壳聚糖的质量比为1~100:9。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,冰醋酸溶液的质量浓度为0.5~5.0%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,含氨基酸和壳聚糖的混合溶液的制备方法为:将壳聚糖溶解在冰醋酸水溶液中,然后向其中加入氨基酸的水溶液,混合搅拌均匀。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,含氨基酸和壳聚糖的混合溶液中,壳聚糖和氨基酸的质量比为1:5~10。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,冰醋酸水溶液中,冰醋酸的质量浓度为1~10%;壳聚糖在冰醋酸水溶液中的质量浓度为0.5~3.0%。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,氨基酸的水溶液中,氨基酸的质量浓度为0.5~3.0%。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,氨基
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,沉淀的质量与氨基酸和壳聚糖的质量之和的比为1.4~4.4:1。
10.如权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备得到的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氨基酸/壳聚糖复合调控的壳聚糖/透明质酸钠水凝胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,透明质酸钠和壳聚糖的质量比为1~100:9。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,冰醋酸溶液的质量浓度为0.5~5.0%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,含氨基酸和壳聚糖的混合溶液的制备方法为:将壳聚糖溶解在冰醋酸水溶液中,然后向其中加入氨基酸的水溶液,混合搅拌均匀。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,含氨基酸和壳聚糖的混合溶液中,壳聚糖和氨基酸的质...
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