一种天然生物交联的纳米复合三维凝胶支架及制备方法

摘要

本发明涉及一种天然生物交联的纳米复合三维凝胶支架及制备方法。所述水凝胶含有丙烯酰胺类单体M1、无机纳米粘土M2、生物高分子M3和生物交联剂京尼平M4，四者用量的质量百分比为：55-90∶7-25∶3-20∶0-5。本发明制备方法是在水溶液中以M2作为M1的交联剂，M4作为M3的交联剂，采用原位自由基聚合和相分离冷冻干燥法制备生物相容性和力学性能优异的纳米复合三维凝胶支架。该方法操作简便可控，无需大型设备，水相反应无毒无害，不污染环境。生物交联剂的引入提高了支架的机械强度，细胞可在支架内外部分生长和增殖，为组织再生提供良好的微环境。本发明纳米复合三维凝胶支架可用于医用移植、药物释放和细胞培养。

主权项

1.一种天然生物交联的纳米复合三维凝胶支架，其特征在于由丙烯酰胺类单体M1、无机纳米粘土M2、生物高分子M3和生物交联剂京尼平M4溶于水原位自由基聚合而成，所述的M1、M2、M3、M4的质量百分比为M1∶55-90％，M2∶7-25％，M3∶3-20％，M4∶0-5％，所述的丙烯酰胺类单体M1是制备凝胶的主要组分，为丙烯酰胺或二甲基丙烯酰胺或异丙基丙烯酰胺或羟甲基丙烯酰胺或N，N’-双乙基丙烯酰胺中的一种，所述的无机纳米粘土锂皂石(Laponite，又称锂藻土、硅酸镁锂)M2属单斜晶系的含水层(链)状结构硅酸盐矿物，粒径具有单分散性，在水中完全剥离，其片层直径25-30nm，厚度为0.9-1nm，片层表面带有大量负电荷，边缘带有负电荷，在凝胶中作为多功能物理交联剂和增强剂，其类型有RD型、RDS型、XLG型和XLS型，具体如下：XLG型[Mg_5.34Li_0.66Si₈O₂₀(OH)₄]Na_0.66XLS型92.32wt％[Mg_5.34Li_0.66Si₈O₂₀(OH)₄]Na_0.66，7.68wt％Na₄P₂O₇RD型Na⁺_0.7[(Si₈Mg_5.5Li_0.3)O₂₀(OH)₄]^-0.7RDS型Na⁺_0.7[(Si₈Mg_5.5Li_0.3)O₂₀(OH)₄]^-0.7 Na₄P₂O₇改性，所述的生物高分子M3含有氨基、羧基或羟基等功能基团，为胶原或明胶或壳聚糖或几丁质或大豆蛋白或透明质酸或丝素蛋白或丝胶蛋白中的一种，以及其混合物，所述的生物交联剂京尼平(Genipin)M4是一种由栀子苷经生物转化而得到的环烯醚萜类化合物，含有-OH、-COO-等多个活性基团，与氨基化合物(H₂N-R)发生显色反应生成蓝色素，并作为M4的生物交联剂，具有细胞毒性小、生物相容性好和应用广泛的优点，结构式为：