【技术实现步骤摘要】
本申请涉及凝胶材料，尤其涉及一种水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、关节软骨损伤是由关节疾病、运动外伤或老龄化等原因所致的损伤类疾病；一方面，由于关节软骨自身缺乏血管网络，使得营养物质输送效率低，另一方面，由于关节软骨的可增殖细胞少，导致关节软骨缺乏自修复能力，上述因素使得目前这对关节软骨损伤的治疗较为困难。现阶段临床上主要治疗关节软骨损伤的手段有微骨折、自体移植、异体移植等，但是这些治疗手段易形成纤维化软骨或肥大软骨，使得关节软骨的修复质量低，另外由于软骨损伤处还存在基质降解酶，这会导致新生软骨极易被降解，从而导致关节软骨损伤的长期修复效果不佳。
2、现有研究表明关节软骨细胞的合成代谢及其细胞外基质(ecm)的高度有序排列是人类细胞外空间中最耗能的过程之一，添加一定量外源atp能通过一系列信号通路的相互作用而促进软骨细胞外基质的生成，从而增强组织工程化软骨的力学强度；另外，一定浓度的外源atp还可以抑制软骨细胞中基质降解酶mmp-13的表达，从而抑制细胞外基质的降解，以维持软骨表型。然而外源添加的atp在体内的稳定性较差，从而无法长期为关节软骨缺损部位提供动能。
技术实现思路
1、本申请提供了一种水凝胶及其制备方法和应用，以解决现有技术中外源添加的atp在体内的稳定性较差的技术问题。
2、第一方面，本申请提供了一种水凝胶，所述水凝胶包括能量活性物和包覆所述能量活性物的凝胶材料，所述能量活性物为三羧酸循环的中间代谢产物；所述中间代谢产物的摩尔浓度≥0.
3、可选的，所述中间代谢产物包括以下至少一种：
4、α-酮戊二酸、柠檬酸、琥珀酸和苹果酸。
5、可选的，所述中间代谢产物包括琥珀酸。
6、可选的，所述凝胶材料包括甲基丙烯酸化明胶，所述甲基丙烯酸化明胶和所述凝胶材料的质量比为5％～10％。
7、第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的水凝胶的方法，所述方法包括：
8、对能量活性物和偶联剂进行混合，以得到混合溶液；
9、对所述混合溶液和凝胶材料进行搅拌混合，以得到混合凝胶溶液；
10、对所述混合凝胶溶液进行透析，后对透析后的混合凝胶溶液进行冷冻干燥，以得到冻干产物；
11、采用光引发剂对所述冻干产物进行稀释至预设质量浓度，以得到凝胶溶液；
12、对所述凝胶溶液进行紫外光照射，以得到水凝胶产品；
13、其中，所述能量活性物为三羧酸循环的中间代谢产物。
14、可选的，所述预设质量浓度≥10％。
15、可选的，所述能量活性物和所述偶联剂的摩尔比为1:1～2。
16、可选的，所述偶联剂包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和/或n-羟基丁二酰亚胺。
17、可选的，所述透析所用截留分子量为8000d～14000d。
18、第三方面，本申请提供了一种水凝胶的应用，所述应用包括将第一方面所述的水凝胶用于关节软骨损伤的修复药物中。
19、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
20、本申请实施例提供的一种水凝胶，通过在水凝胶材料内加入三羧酸循环的中间代谢产物充当能量活性物，由于三羧酸循环的中间代谢产物通过三羧酸循环可以氧化fadh2并产生fad，可以实现中间代谢产物参与电子传递的过程，并促进atp合成，而合成的atp可以为组织细胞提供生物能量，并且该中间代谢产物还可以提升组织细胞内细胞线粒体融合和分裂水平，从而加速关节软骨损伤组织部位的能量代谢水平，以促进关节软骨的组织修复；同时由于水凝胶材料的生物相容性较高，通过水凝胶包覆能量活性物可以使得中间代谢产物在机体内稳定降解，从而可以避免外源添加的atp在体内稳定性较差的缺陷。
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1.一种水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包括能量活性物和包覆所述能量活性物的凝胶材料，所述能量活性物为三羧酸循环的中间代谢产物；所述中间代谢产物的摩尔浓度≥0.1mol/L。
2.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述中间代谢产物包括以下至少一种：
3.根据权利要求1或2所述的水凝胶，其特征在于，所述中间代谢产物包括琥珀酸。
4.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述凝胶材料包括甲基丙烯酸化明胶，所述甲基丙烯酸化明胶和所述凝胶材料的质量比为5％～10％。
5.一种制备如权利要求1-4任一项所述的水凝胶的方法，其特征在于，所述方法包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设质量浓度≥10％。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述能量活性物和所述偶联剂的摩尔比为1:1～2。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述偶联剂包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和/或N-羟基丁二酰亚胺。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述透析所用
10.一种水凝胶的应用，其特征在于，所述应用包括将如权利要求1-4任一项所述的水凝胶用于关节软骨损伤的修复药物中。
...【技术特征摘要】
1.一种水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包括能量活性物和包覆所述能量活性物的凝胶材料，所述能量活性物为三羧酸循环的中间代谢产物；所述中间代谢产物的摩尔浓度≥0.1mol/l。
2.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述中间代谢产物包括以下至少一种：
3.根据权利要求1或2所述的水凝胶，其特征在于，所述中间代谢产物包括琥珀酸。
4.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述凝胶材料包括甲基丙烯酸化明胶，所述甲基丙烯酸化明胶和所述凝胶材料的质量比为5％～10％。
5.一种制备如权利要求1-4任一项所述的水凝胶的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张胜民，杜莹莹，蒋婷，姜尚彤，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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