本發(fā)明涉及生物材料，尤其涉及一種形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、水凝膠是一種成分和剛度可調(diào)，用于構(gòu)建仿生天然細胞外基質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和力學(xué)微環(huán)境的一種熱點生物材料。水凝膠能夠根據(jù)聚合物的選擇、聚合物和交聯(lián)劑濃度的調(diào)整以及添加有機/無機填料，有效調(diào)節(jié)水凝膠的剛度。這種剛度可調(diào)的水凝膠可以作為體外力學(xué)調(diào)節(jié)細胞行為研究平臺，也可以通過微創(chuàng)注射方式將負載細胞或者直接植入體內(nèi)進行原位促進組織再生與修復(fù)。然而，目前調(diào)節(jié)水凝膠剛度的方法大多依賴于提升水凝膠的交聯(lián)度或添加一些剛性填料等，隨著交聯(lián)劑和填料的濃度增加，水凝膠出現(xiàn)生物相容性變差、可注射性下降等問題。因此，如何平衡水凝膠剛度和生物相容性、可注射性的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。
2、本發(fā)明第一方面提供一種形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠的制備方法，包括：
3、s1、使用丙交酯-己內(nèi)酯共聚物和聚氧化乙烯制備得到靜電紡納米纖維，并對所述靜電紡納米纖維進行臨時形變處理，得到形變后的納米纖維膜，再將形變后的納米纖維膜剪碎進行均質(zhì)處理，獲得形狀記憶短纖維；所述形狀記憶短纖維的長度為200-1000μm；
4、s2、將所述形狀記憶短纖維與可注射水凝膠前驅(qū)液混合，引發(fā)所述可注射水凝膠前驅(qū)液發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，并通過激發(fā)所述形狀記憶短纖維的形狀記憶效應(yīng)，得到形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠；
5、其中，所述可注射水凝膠前驅(qū)液至少包括醛基化的第一聚合物、甲基丙烯?；牡诙酆衔?、交聯(lián)劑和光引發(fā)劑。
6、進一步地，s1具體包括：
7、s11、將丙交酯-己內(nèi)酯共聚物和聚氧化乙烯溶于溶劑中制備得到聚合物混合液，對所述聚合物混合液進行靜電紡絲制備得到靜電紡納米纖維；
8、s12、將所述靜電紡納米纖維在低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度20℃以內(nèi)的溫度條件下進行塑形，并在低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至少0℃的條件下進行臨時形變固定，得到形變后的納米纖維膜；
9、s13、將所述形變后的納米纖維膜剪碎并使用均質(zhì)機進行分散剪切，獲得形狀記憶短纖維。
10、進一步地，所述丙交酯-己內(nèi)酯共聚物是由丙交酯(la)和ε-己內(nèi)酯(cl)聚合而成，丙交酯(la)和ε-己內(nèi)酯(cl)的摩爾比為90:10。
11、進一步地，在所述聚合物混合液中，丙交酯-己內(nèi)酯共聚物的質(zhì)量分數(shù)為5％-15％，聚氧化乙烯的質(zhì)量分數(shù)為1％-5％。
12、進一步地，s11中，所述靜電紡絲的工藝參數(shù)為：注射器針頭的直徑為18-22g，聚合物混合液的流速為0.1-10ml/h，電壓為1-50kv，注射器針頭與滾筒之間距離為5-100cm，接受滾筒的轉(zhuǎn)速為1-10000rpm，環(huán)境溫度為0-60℃，環(huán)境相對濕度為20％-100％。
13、進一步地，所述形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠具備生物相容性。
14、進一步地，所述形狀記憶短纖維的質(zhì)量為所述可注射水凝膠前驅(qū)液質(zhì)量的0.5％-3.0％。
15、進一步地，所述形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠的楊氏模量為27.83±1.68kpa。
16、進一步地，所述第一聚合物選自透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、葡聚糖、殼聚糖、纖維素、淀粉中的至少一種；
17、和/或，所述第二聚合物選自聚乙烯醇、聚氧化乙烯、明膠、透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、殼聚糖、纖維素、葡聚糖、聚賴氨酸、聚谷氨酸中的至少一種；
18、和/或，所述交聯(lián)劑選自己二酸二酰肼、聚乙二醇雙胺、聚乙二醇雙丙烯酸酯、雙巰基聚乙二醇中的至少一種；
19、和/或，所述光引發(fā)劑選自2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮、苯基(2,4,6-三甲基苯甲?；?磷酸鋰中的至少一種。
20、進一步地，所述第一聚合物為海藻酸鈉，醛基化的海藻酸鈉可以通過將海藻酸鈉與高碘酸鈉反應(yīng)得到。所述第二聚合物為明膠，甲基丙烯?；拿髂z可通過將明膠與甲基丙烯酸酐反應(yīng)得到。
21、本發(fā)明第二方面提供根據(jù)上述方法制備得到的形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠。
22、本發(fā)明第三方面提供上述任一所述的方法或者上述形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠在制備藥物遞送載體或者骨缺損微創(chuàng)注射填充材料中的應(yīng)用。
23、進一步地，當(dāng)使用所述形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠作為藥物遞送載體時，所述藥物的分子結(jié)構(gòu)中可以含有氨基，使用分子結(jié)構(gòu)中含有氨基的化合物作為待遞送藥物，氨基可以和醛基化的海藻酸鈉中的醛基發(fā)生希夫堿反應(yīng)，使形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠具有ph響應(yīng)性釋放藥物的作用。
24、本發(fā)明提供一種形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠，使用丙交酯-己內(nèi)酯共聚物和聚氧化乙烯制備得到形狀記憶短纖維，并將形狀記憶短纖維加入到水凝膠前驅(qū)液體系中，通過引發(fā)水凝膠前驅(qū)液的交聯(lián)反應(yīng)并激活形狀記憶短纖維的形狀記憶效應(yīng)，有助于提高水凝膠的楊氏模量，平衡水凝膠剛度與生物相容性和可注射性之間的關(guān)系，為水凝膠作為藥物遞送載體和骨缺損微創(chuàng)注射填充材料提供一種解決思路。
1.一種形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，s1具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，s11中，所述靜電紡絲的工藝參數(shù)為：注射器針頭的直徑為18-22g，聚合物混合液的流速為0.1-10ml/h，電壓為1-50kv，注射器針頭與滾筒之間距離為5-100cm，接受滾筒的轉(zhuǎn)速為1-10000rpm，環(huán)境溫度為0-60℃，環(huán)境相對濕度為20％-100％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠具備生物相容性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述形狀記憶短纖維的質(zhì)量為所述可注射水凝膠前驅(qū)液質(zhì)量的0.5％-3.0％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，所述形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠的楊氏模量為27.83±1.68kpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物選自透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、葡聚糖、殼聚糖、纖維素、淀粉中的至少一種；
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法制備得到的形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠。
9.權(quán)利要求1-7任一項所述的方法或者權(quán)利要求8所述的形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠在制備藥物遞送載體或者骨缺損微創(chuàng)注射填充材料中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，當(dāng)使用所述形狀記憶效應(yīng)增強可注射水凝膠作為藥物遞送載體時，所述藥物的分子結(jié)構(gòu)中含有氨基。