【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学工程及医用材料领域，尤其涉及一种基于生物正交反应的水凝胶膜片及其制备方法。
技术介绍
1、水凝胶是在水溶液中通过化学和/或物理交联而形成的三维网络聚合物。水凝胶常具有高吸水性和保水性，它高度水合的性质与细胞外基质类似，这赋予了水凝胶极好的生物相容性。
2、根据水凝胶发生凝胶化时的作用力分类：1)物理水凝胶，是指通过物理缠结、氢键和疏水相互作用等物理作用形成凝胶状态的一类水凝胶；现阶段常用的物理水凝胶有如matrigel和bme，这些属于天然水凝胶来源于动物组织，含有大量天然组织成分，便于细胞黏附性生长。然而，动物来源的水凝胶成分复杂，存在批次间差异，机械性质不可调难以满足不同细胞的培养需求，存在免疫原性无法满足植入需求。2)化学水凝胶，是指通过化学键交联形成复杂的三维网络结构的水凝胶，化学水凝胶的形成是不可逆的，性质比物理水凝胶更加稳定。然而，由于化学水凝胶形成过程中存在化学反应，会对细胞造成毒性，且难以实现模块化定制的需求。因此，现阶段能用于生物医学领域中的水凝胶组织膜片的种类有限。现阶段商业售卖的化学水凝胶主要是光固化水凝胶，有gelma、hama等。使用时需要光引发剂，通过光引发的自由基聚合反应形成水凝胶。然而，光引发剂引发的自由基聚合反应会造成细胞损伤。
3、因此，现阶段物理水凝胶的理化性质可调范围窄、存在批次间差异、动物来源不可体内移植等问题，以及光固化水凝胶在使用过程中需要使用光引发剂，光引发剂引发的自由基聚合反应会造成细胞损伤的问题。
4、近20年，生物正交
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的技术问题，本专利技术设计了一种基于生物正交点击化学反应的水凝胶膜片及其制备方法。本专利技术的水凝胶膜片具备优异的生物相容性、机械性质可调、组分可调、可规模化生产，能根据用途和细胞类型进行定制，从而获得不同硬度、孔径、粘弹性、黏附位点等不同理化性质的水凝胶膜片。基于此水凝胶膜片，可用于体内移植治疗，在生物医药领域具有广泛的应用场景。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤(1)四嗪修饰化合物的合成；
5、步骤(2)降冰片烯修饰化合物的合成；
6、步骤(3)四嗪化合物混合溶液的制备；
7、步骤(4)降冰片烯化合物混合溶液的制备；
8、步骤(5)水凝胶膜片的制备；
9、所述四嗪修饰化合物选自明胶四嗪、胶原蛋白四嗪、透明质酸四嗪、海藻酸四嗪、聚乙二醇四嗪、rgd四嗪中的一种或多种；
10、所述降冰片烯修饰化合物选自明胶降冰片烯、胶原蛋白降冰片烯、透明质酸降冰片烯、海藻酸降冰片烯、聚乙二醇降冰片烯、rgd降冰片烯中的一种或多种。
11、进一步的，合成四嗪修饰化合物时，
12、所述明胶四嗪或胶原蛋白四嗪的合成方法包括如下步骤：
13、步骤1：将明胶或胶原蛋白溶于弱碱性的缓冲溶液中，充分搅拌溶解得到明胶溶液或胶原蛋白溶液；
14、步骤2：称取甲基四嗪活性酯(tz-nhs)溶于dmso溶液中，完全溶解后逐滴加入步骤1制备的明胶溶液或胶原蛋白溶液中，使得tz-nhs和氨基的摩尔比为nhs:nh2＝0.5-3.0，搅拌下反应6-24小时，将反应液透析、冻干，即得到粉色海绵状明胶四嗪或粉色海绵状胶原蛋白四嗪，4℃保存备用；
15、制备明胶四嗪时，步骤1中溶解的温度为40-60℃，步骤2中反应的温度为40-60℃；制备胶原蛋白四嗪时，步骤1中溶解的温度为常温，步骤2中反应的温度为常温；
16、所述透明质酸四嗪或海藻酸四嗪的合成方法包括如下步骤：
17、步骤i：在常温、搅拌的条件下，将透明质酸钠或海藻酸钠溶于弱酸性缓冲溶液中，完全溶解得到透明质酸钠溶液或海藻酸钠溶液；
18、步骤ii：分别称取n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)和1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺盐酸盐(edc)，在常温、搅拌的条件下加入步骤i制备的透明质酸钠溶液或海藻酸钠溶液中，使得nhs、edc和cooh的摩尔比为nhs:edc:cooh＝1:1:1-10:10:1，搅拌进行活化反应0.5-2小时，得到活化后的透明质酸钠溶液或海藻酸钠溶液；
19、步骤iii：称取盐酸甲基四嗪胺，溶于dmso溶液，逐滴加入步骤ii中得到的活化后透明质酸钠溶液或海藻酸钠溶液中，使得摩尔比为nh2：cooh＝0.5-2.0，在常温、搅拌反应12-48小时，加入纯水终止反应，将反应液透析、冻干，即得到粉色海绵状透明质酸四嗪或粉色海绵状海藻酸四嗪，4℃保存备用；
20、所述聚乙二醇四嗪或rgd四嗪的合成方法包括如下步骤：
21、步骤a：在常温、搅拌的条件下，将四臂聚乙二醇氨基或rgd溶于弱碱性缓冲溶液中，完全溶解得到四臂聚乙二醇氨基溶液或rgd溶液；
22、步骤b：甲基四嗪活性酯溶于dmso溶液中，待其完全溶解后逐滴加入步骤a的四臂聚乙二醇氨基溶液或rgd溶液中，使得nhs和氨基的摩尔比为nhs:nh2＝0.5-3.0，在常温、搅拌下反应，将反应液透析、冻干，即得到粉色海绵状聚乙二醇四嗪或粉色海绵状rgd四嗪，4℃保存备用；
23、制备聚乙二醇四嗪时，步骤b中反应时间为8-32小时；制备rgd四嗪时，步骤b中反应时间为2-24小时。
24、进一步的，合成四嗪修饰化合物时，
25、所述明胶选自a型明胶、b型明胶中的一种；
26、所述透明质酸的分子量选自10-15kda、400.2kda、1000kda中的一种；
27、所述四臂聚乙二醇氨基的分子量选自5kda、10kda、20kda中的一种；
28、所述rgd选自线性rgds四肽、环形c(rgdfk)五肽中的一种。
29、进一步的，合成降冰片烯修饰化合物时，
30、所述明胶降冰片烯或胶原蛋白降冰片烯的合成方法包括如下步骤：
31、步骤1：将明胶或胶原蛋白溶于弱碱性的缓冲溶液中，充分搅拌溶解得到明胶溶液或胶原蛋白溶液；
32、步骤2：称取降冰片烯二酸酐(nb-cooh)粉末，并在搅拌下缓慢加入步骤1的明胶溶液或胶原蛋白溶液中，使得摩尔比为nb-cooh:nh2＝1-10，降冰片烯二酸酐加入溶解过程中，监测溶液的ph值并用naoh溶液维持溶液的ph呈弱碱性，搅拌下反应9-48小时，加入纯水终止反应，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成四嗪修饰化合物时，
3.根据权利要求2所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成四嗪修饰化合物时，
4.根据权利要求1所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成降冰片烯修饰化合物时，
5.根据权利要求4所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成降冰片烯修饰化合物时，
6.根据权利要求1所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体操作为：称取步骤(1)所得的四嗪修饰化合物溶于缓冲溶液中混合均匀，得到四嗪化合物混合溶液。
7.根据权利要求1所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体操作为：称取步骤(2)所得的降冰片烯修饰化合物溶于缓冲溶液中混合均匀，得到降冰片烯化合物混合溶液。
8.根据权利要求1
9.根据权利要求8所述的基于生物正交点击化学反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求1-9任一项所述方法制备得到的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片。
...【技术特征摘要】
1.一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成四嗪修饰化合物时，
3.根据权利要求2所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成四嗪修饰化合物时，
4.根据权利要求1所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成降冰片烯修饰化合物时，
5.根据权利要求4所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，合成降冰片烯修饰化合物时，
6.根据权利要求1所述的一种基于生物正交反应的水凝胶膜片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体操作为：称取步骤(1)所得的四嗪修饰化合物溶于缓冲溶液中混合均匀...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏羽，王晓莉，李思奇，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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