本發(fā)明涉及水凝膠制備，尤其涉及一種可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、本發(fā)明背景技術(shù)中公開(kāi)的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、水凝膠是一種具有三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的親水性聚合物，其物理與化學(xué)特性與人體生物組織相似，表現(xiàn)出良好的生物相容性。水凝膠通過(guò)其獨(dú)特的溶脹保水和高滲透特性，能夠高效地負(fù)載和緩釋藥物。同時(shí)由于水凝膠的柔韌性與優(yōu)異的粘附性能，因此可被用為創(chuàng)口敷料，促進(jìn)傷口愈合。

3、海藻酸鈉(sa)是一種從天然海藻中提取或由細(xì)菌產(chǎn)生的水溶性陰離子生物聚合物，其富含羥基、羧基，與染料及金屬離子親和力強(qiáng)，但單組分sa水凝膠存在機(jī)械性能較差、凝膠成型性差、吸附穩(wěn)定性不好等問(wèn)題，嚴(yán)重限制了其廣泛應(yīng)用。聚乙烯醇(pva)是一種常見(jiàn)的線性聚羥基聚合物，具有較高的成膜能力和化學(xué)穩(wěn)定性，其無(wú)毒、可生物降解，并且是水溶性的，具有制備理想“綠色”水凝膠的先天優(yōu)勢(shì)；但單一的pva水凝膠易發(fā)生溶脹和粘連，穩(wěn)定性較差。將二者結(jié)合起來(lái)制備海藻酸鈉/聚乙烯醇水凝膠能夠結(jié)合sa和pva的優(yōu)點(diǎn)，解決單一組分水凝膠材料機(jī)械性能或穩(wěn)定性較差的問(wèn)題。

4、現(xiàn)有技術(shù)中通常采用物理交聯(lián)的方式(如凍融法和鈣離子交聯(lián)法)制備sa/pva復(fù)合水凝膠，然而，該方法成膠速度緩慢，生產(chǎn)效率低。而現(xiàn)有的化學(xué)交聯(lián)法通常需要特定的觸發(fā)條件，如添加催化劑、施加光照等，且成膠的速度也較為緩慢。此外，現(xiàn)有的sa/pva復(fù)合水凝膠通常并不具備熒光特性，難以實(shí)現(xiàn)其在防偽、成像等領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，如何提供一種能夠在1min內(nèi)快速成膠且具有熒光特性的海藻酸鈉/聚乙烯醇水凝膠的制備方法，以高效制備能夠應(yīng)用于防偽、成像等領(lǐng)域的熒光水凝膠，是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠及其制備方法和應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中海藻酸鈉/聚乙烯醇水凝膠成膠速度緩慢、不具備熒光特性的問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

3、向海藻酸鈉水溶液中加入高碘酸鈉進(jìn)行氧化，透析、干燥后得到氧化海藻酸鈉；

4、將氧化海藻酸鈉溶解于水中，加入氨基苯硼酸和活化劑，反應(yīng)得到苯硼酸基氧化海藻酸鈉溶液；

5、將苯硼酸基氧化海藻酸鈉溶液與聚乙烯醇溶液混合，攪拌8～20s，即得。

6、優(yōu)選的，所述海藻酸鈉水溶液的濃度為1～3wt％。

7、優(yōu)選的，所述海藻酸鈉和高碘酸鈉的質(zhì)量比為2:(0.8～1.2)。

8、優(yōu)選的，所述氧化的時(shí)間為20～30h，氧化的溫度為20～30℃；所述氧化過(guò)程在避光條件下進(jìn)行。

9、優(yōu)選的，所述將氧化海藻酸鈉溶解于水中的步驟中，氧化海藻酸鈉的濃度為1～3wt％。

10、優(yōu)選的，所述氨基苯硼酸選自3-氨基苯硼酸或4-氨基苯硼酸，所述活化劑為1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺。

11、優(yōu)選的，所述氧化海藻酸鈉、氨基苯硼酸和活化劑的質(zhì)量比為8：(2～3)：(5～6)。

12、優(yōu)選的，所述聚乙烯醇溶液的濃度為10～20％w/v。

13、優(yōu)選的，所述苯硼酸基氧化海藻酸鈉溶液與聚乙烯醇溶液的體積比為1：(0.8～1.2)。

14、第二方面，本發(fā)明提供了上述制備方法制備得到的可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠。

15、第三方面，本發(fā)明提供了上述可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠在制備用于組織修復(fù)的醫(yī)用材料或熒光防偽材料中的應(yīng)用。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得了以下有益效果：

17、(1)本發(fā)明氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠的制備方法簡(jiǎn)單便捷，成膠非常迅速(20s內(nèi))，不需要使用額外的催化劑或光照等特殊條件，設(shè)備成本低，適合大規(guī)模制備；

18、(2)本發(fā)明制備的可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠具有三維多孔結(jié)構(gòu)，溶脹性能優(yōu)異，溶脹比高達(dá)460％，具有負(fù)載多種藥物、細(xì)胞、生長(zhǎng)因子，以及促進(jìn)藥物釋放和傷口愈合的潛能；本發(fā)明的水凝膠在紫外光照射下發(fā)藍(lán)光，可實(shí)現(xiàn)防偽或成像功能；同時(shí)其性質(zhì)穩(wěn)定，具有ph響應(yīng)和活性氧響應(yīng)的特性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自愈合，提高了水凝膠的利用率。本發(fā)明的水凝膠具有優(yōu)異的綜合性能，拓寬了其應(yīng)用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述海藻酸鈉水溶液的濃度為1～3wt％。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化的時(shí)間為20～30h，氧化的溫度為20～30℃；所述氧化過(guò)程在避光條件下進(jìn)行。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將氧化海藻酸鈉溶解于水中的步驟中，氧化海藻酸鈉的濃度為1～3wt％。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氨基苯硼酸選自3-氨基苯硼酸或4-氨基苯硼酸，所述活化劑為1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化海藻酸鈉、氨基苯硼酸和活化劑的質(zhì)量比為8：(2～3)：(5～6)。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的濃度為10～20％w/v。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述苯硼酸基氧化海藻酸鈉溶液與聚乙烯醇溶液的體積比為1：(0.8～1.2)。

9.如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠。

10.如權(quán)利要求9所述的可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠在制備用于組織修復(fù)的醫(yī)用材料或熒光防偽材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種可快速成膠的氧化海藻酸鈉/聚乙烯醇熒光水凝膠及其制備方法和應(yīng)用，屬于水凝膠制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的制備方法包括如下步驟：向海藻酸鈉水溶液中加入高碘酸鈉進(jìn)行氧化，透析、干燥后得到氧化海藻酸鈉；將氧化海藻酸鈉溶解于水中，加入氨基苯硼酸和活化劑，反應(yīng)得到苯硼酸基氧化海藻酸鈉溶液；將苯硼酸基氧化海藻酸鈉溶液與聚乙烯醇溶液混合，攪拌8～20s，即得。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單便捷，成膠非常迅速，設(shè)備成本低，適合大規(guī)模制備；所制備的水凝膠溶脹性能優(yōu)異，在紫外光照射下發(fā)藍(lán)光；同時(shí)其性質(zhì)穩(wěn)定，具有pH響應(yīng)和活性氧響應(yīng)的特性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自愈合，在組織修復(fù)和熒光防偽領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣妍彥,李進(jìn)卿,王鳳龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30