的比例，室温下混合均匀，得到粘度为10000?lOOOOOcps的紫外光3D打印用水凝胶基质。
[0022]所述非质子溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种。
[0023]所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮或2，2- 二甲氧基-苯基乙酮中的一种。
[0024]所述磷酸盐缓冲溶液为pH为7.0?7.4的Na2HPO4-NaH2POjl冲溶液或Κ2ΗΡ04-ΚΗ2Ρ04?1冲溶液中的一种。
[0025]3D生物组织打印对于细胞基质的基本要求是:速度快，最好达到秒级成型；条件温和，过程完全在生理条件下完成，避免对细胞造成伤害；具备足够好的强度维持其形状、不塌缩也不溶胀；生物相容性好等。
[0026]在本体系中，采用巯基-烯紫外光聚合体系，由于其是巯基与双键之间发生的自由基逐步聚合反应，与单一紫外光自由基聚合相比，氧气阻聚作用不明显，聚合速率由此大为提高，在十几秒甚至几秒就可聚合，成型速度快；聚合过程中体积收缩率小，不塌缩。整个聚合或交联过程条件温和，几乎无热量释放，过程中采用ΡΗ=7.0?7.4缓冲溶液将体系调到生理pH值，避免了对细胞造成刺激和伤害。此外，整个体系中选用生物相容性好的高分子壳聚糖和聚乙烯醇，通过改性，能促进细胞的黏附、生长与增殖；体系中选用的光引发剂，都是生物相容性较好的光引发剂，而且用量很少，不会影响细胞的生长与增殖。当整个体系在紫外光照条件下，马来酰化壳聚糖和巯基聚乙烯醇分子间迅速发生自由基逐步聚合反应，双键与巯基之间、双键与双键之间反应交联，形成三维网络结构的水凝胶，凝胶形状得以保持；同时，马来酰化壳聚糖分子链上羟基与巯基聚乙烯醇羟基之间形成分子间氢键，进一步增强水凝胶基质的强度，充分发挥共价键作用与氢键作用的协同效应，保证整个水凝胶基质具有足够高的强度的同时，不塌缩也不溶胀。整个水凝胶体系非常适合作为紫外光3D组织打印用的基质。
[0027]本专利中制备的水凝胶基质，是粘度为10000?lOOOOOcps的溶液，溶液粘度过高，流动性较差，通过喷头打印时，溶液容易堵塞喷头，影响打印效率；溶液粘度过低，流动性非常高，打印时塑形困难。该水凝胶基质在波长为320-480 nm、光强为5?20 mW/cm2紫外光下照射5?15s，可迅速由液态形成凝胶态。
具体实施例
[0028]实施例1
称取壳聚糖5g、马来酸酐0.25g，加入到50mL 二甲基甲酰胺中，室温下搅拌均匀，在25°C条件下反应12小时，反应结束后，加入无水丙酮至无沉淀析出为止，收集沉淀物，室温下真空干燥2天，得到摩尔取代度为0.05的马来酰化壳聚糖。
[0029]称取聚乙烯醇5g、巯基乙酸49.59g，加入到100mL去离子水中，加入5mL盐酸，搅拌均匀，在25°C条件下反应12小时，反应结束后，加入无水乙醇至无沉淀析出为止，收集沉淀物，室温下真空干燥3天，得到摩尔取代度为0.01的巯基化聚乙烯醇。
[0030]称取马来酰化壳聚糖2g、巯基化聚乙烯醇2g、2_羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮0.05g，加入到95.95g pH为7.0的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中，室温下混合均匀，得到粘度为lOOOOcps的紫外光3D打印用水凝胶基质。
[0031]实施例2
称取壳聚糖5g、马来酸酐25g，加入到100mL 二甲基乙酰胺中，室温下搅拌均匀，在90°C条件下反应48小时，反应结束后，加入无水丙酮至无沉淀析出为止，收集沉淀物，室温下真空干燥2天，得到摩尔取代度为0.5的马来酰化壳聚糖。
[0032]称取聚乙烯醇5g、巯基乙酸165.3g，加入到10mL去离子水中，加入ImL盐酸，搅拌均匀，在80°C条件下反应48小时，反应结束后，加入无水乙醇至无沉淀析出为止，收集沉淀物，室温下真空干燥3天，得到摩尔取代度为0.1的巯基化聚乙烯醇。
[0033]称取马来酰化壳聚糖8g、巯基化聚乙稀醇10g、l_轻基环己基苯基甲酮0.lg，加入到81.9g pH为7.4的K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中，室温下混合均匀，得到粘度为lOOOOOcps的紫外光3D打印用水凝胶基质。
[0034]实施例3
称取壳聚糖5g、马来酸酐2.5g，加入到500mL 二甲基亚砜中，室温下搅拌均匀，在70°C条件下反应24小时，反应结束后，加入无水丙酮至无沉淀析出为止，收集沉淀物，室温下真空干燥2天，得到摩尔取代度为0.2的马来酰化壳聚糖。
[0035]称取聚乙稀醇5g、巯基乙酸82.65g，加入到500mL去离子水中，加入3.75mL盐酸，搅拌均匀，在50°C条件下反应24小时，反应结束后，加入无水乙醇至无沉淀析出为止，收集沉淀物，室温下真空干燥3天，得到摩尔取代度为0.05的巯基化聚乙烯醇。
[0036]称取马来酰化壳聚糖5g、巯基化聚乙烯醇5g、2，2- 二甲氧基-苯基乙酮0.75g，加入到89.25g pH为7.2的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中，室温下混合均匀，得到粘度为74000cps的紫外光3D打印用水凝胶基质。
【主权项】
1.一种紫外光3D打印用水凝胶基质的制备方法，其特征在于，所述制备方法按以下步骤进行: a.马来酰化壳聚糖的制备 将壳聚糖和马来酸酐置于非质子溶剂中，壳聚糖与非质子溶剂质量体积比为1:10?200，壳聚糖分子链上氨基与马来酸酐的酸酐基摩尔比为1:0.1?10，室温下搅拌均匀，在25?90°C条件下反应，反应时间为12?48小时，反应结束后，在壳聚糖、马来酸酐、非质子溶剂的混合溶液中加入无水丙酮至混合溶液无沉淀析出为止，收集沉淀物，沉淀物在室温下真空干燥2天，得到摩尔取代度为0.05?0.5的马来酰化壳聚糖； b.巯基化聚乙烯醇的制备 将聚乙烯醇、巯基乙酸、盐酸置于去离子水中，聚乙烯醇与去离子水质量体积比为0.5?5:100，聚乙烯醇的羟基与巯基乙酸的巯基摩尔比为1:6?20，盐酸与去离子水的体积比为0.5?1:100，搅拌均匀，在25?80°C条件下反应，反应时间为12?48小时，反应结束后，在反应后的聚乙烯醇、巯基乙酸、盐酸、去离子水形成的混合溶液中加入无水乙醇至混合溶液无沉淀析出为止，收集沉淀物，沉淀物在室温下真空干燥3天，得到摩尔取代度为0.01?0.1的巯基化聚乙烯醇； c.紫外光3D打印用水凝胶基质的制备 将步骤a得到的马来酰化壳聚糖和步骤b得到的巯基化聚乙烯醇与紫外光引发剂、磷酸盐缓冲溶液按照质量百分比分别为: 马来酰化壳聚糖2?8% 巯基化聚乙烯醇2?10% 光引发剂0.05?0.1% 磷酸盐缓冲溶液81.9?95.95% 的比例，室温下混合均匀，得到粘度为10000?lOOOOOcps的紫外光3D打印用水凝胶基质。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光3D打印用水凝胶基质的制备方法，其特征在于:所述非质子溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种紫外光3D打印用水凝胶基质的制备方法，其特征在于:所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮或2，2- 二甲氧基-苯基乙酮中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光3D打印用水凝胶基质的制备方法，其特征在于:所述磷酸盐缓冲溶液为pH为7.0?7.4的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液或K ,O4-KH2PO4缓冲溶液中的一种。
【专利摘要】本发明涉及一种水凝胶基质的制备方法，特别是一种紫外光3D打印用水凝胶基质制备方法，属于生物材料制备技术领域。本发明是通过在壳聚糖分子链上接枝烯基基团、在聚乙烯醇上接枝巯基基团，经混合制备得到紫外光3D打印用水凝胶基质。该水凝胶基质，充分利用巯基-烯“点击”反应特点，在紫外光照射下迅速凝胶成型，完全克服空气中或体系中氧气的阻聚作用，大大提高3D打印效率，并且水凝胶基质细胞相容性好，对细胞生长提供足够的支撑环境，有利于细胞的黏附、生长与增殖。本发明制备方法简单、成本低，易工业化生产。
【IPC分类】C08F116-06, C08G81-02, C08L29-04, C08L5-08, C08F8-34, C08B37-08
【公开号】CN104861216
【申请号】CN201510207447
【发明人】周应山, 董齐, 杨硕硕, 殷先泽, 杨红军, 柏自奎, 顾绍金, 徐卫林
【申请人】武汉纺织大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月28日