一种离子型水性胶黏剂及其制备方法

本发明属于材料化学，具体的说涉及一种离子型水性胶黏剂及其制备方法。

背景技术：

1、水性胶黏剂在生物医疗领域具有重要应用潜力，有望成为伤口密封、止血、组织粘附，促进伤口愈合，的万金油材料。现在所用的医用胶黏剂如：纤维蛋白胶黏剂，与组织的粘接强度弱(m.brennan,fibrin glue.blood rev.1991,5,240-244)；氰基丙烯酸酯，产生有毒的降解产物(p.j.m.bouten,the chemistry oftissue adhesivematerials.prog.polym.sci.2014,39,1375-1405)，无法满足临床需求。为此对医用黏合剂的开发越来越受到重视。

2、理想的医用胶黏剂要具备以下基本特点：第一，良好的生物相容性和生物降解性；第二，与组织良好的粘接性和相匹配的机械性能(s.nam,d.mooney,polymeric tissueadhesives.chem.rev.2021,121(18),11336-11384)。

3、受海洋附着生物的黏附机制启发，人们将目光转向了仿生体系：聚合物和蛋白质胶黏剂。其中聚合物胶黏剂涉及合成、有机溶剂，不利于医用胶粘剂(j.m.heather,enhancing the adhesion of a biomimetic polymer yields performance rivalingcommercial glues.adv.funct.mater.,2014,24,3259.)；而蛋白质胶黏剂更适用于生物体内。其中重组蛋白通过模拟贻贝黏附蛋白氨基酸序列而广为发展，但其质粒构建，蛋白的表达，提纯等过程周期较长且复杂，导致成本高，不能量产(c.zhong,strong underwateradhesives made by self-assembling multi-protein nanofibers.nat nanotechnol,2014,9(10):858-866)。所以，蛋白质成为了制备水性胶黏剂/医用胶黏剂的理想材料之一。

4、因此，提供一种水下粘接性能好、内聚力较强、稳定性较好且具有网络结构的离子型水性胶黏剂及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种以天然蛋白质或聚肽配合萜类或胆甾类有机酸盐作制备的内聚力较强、稳定性较好且具有网络结构的胶黏剂，水下粘接性能好的离子型水性胶黏剂。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种离子型水性胶黏剂，包括a类材料和b类材料；

4、其中，所述a类材料为天然蛋白质和聚肽中的任意一种或任意两种混合；

5、所述b类材料为萜类有机酸盐和胆甾类有机酸盐中的任意一种或任意两种混合。

6、进一步，所述a类材料和b类材料的摩尔比为6:1-1:6。

7、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明的上述限定的方案使原料中具有数量相当的相反电荷，从而有利于形成交联网络。

8、进一步，所述天然蛋白质为硫酸鱼精蛋白和/或表面正电改性的玉米蛋白；

9、所述聚肽为聚赖氨酸和/或聚精氨酸。

10、进一步，所述萜类有机酸盐为甘草酸盐和/或甘草次酸盐；

11、所述胆甾类有机酸盐为胆酸盐、甘牛胆酸盐、牛磺胆酸盐、脱氧胆酸盐和/或牛磺脱氧胆酸盐。

12、进一步，所述a类材料为上述材料的任意两种材料；

13、所述b类材料为上述材料的任意两种材料。

14、更进一步，所述a类材料采用两种材料时，两种材料的摩尔比为3:1-1:3；

15、所述b类材料采用两种材料时，两种材料的摩尔比为3:1-1:3。

16、本发明还提供了上述离子型水性胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)将a类材料溶于水，形成a类材料水溶液；将b类材料溶于水形成b类材料水溶液；

18、(2)将b类材料水溶液滴加至a类材料水溶液，震荡反应，得到水性胶黏剂。

19、进一步，a类材料中所述硫酸鱼精蛋白水溶液中硫酸鱼精蛋白的物质的量浓度为10-200mm；

20、所述玉米蛋白的质量浓度为10-40mg/ml；

21、所述聚肽水溶液中聚肽的物质的量浓度为10-200mm。

22、更进一步，所述表面正电改性的玉米蛋白的制备方法为：将玉米蛋白溶解于改性剂月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐(lae)的水溶液中，得到表面正电改性的玉米蛋白。

23、进一步，b类材料中所述萜类有机酸盐水溶液的物质的量浓度为10-200mm；

24、所述胆甾类有机酸盐水溶液物质的量浓度为10-200mm。

25、进一步，所述步骤(2)中震荡反应前将溶液ph调节至5-10，然后20-40℃下震荡反应20-60s。

26、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明上述方案调ph，其利于材料的带电性，震荡是为了充分反应。

27、本发明的有益效果在于：本发明离子型水性胶黏剂的蛋白质是天然蛋白质，其氨基酸种类丰富，来源广；聚肽是一类有氨基酸通过肽键缩合形成的生物分子，从组成来讲与蛋白质类似，可化学合成，设计灵活，化学多样性，序列可调等；萜类或胆甾类有机酸盐是天然生物分子，在水溶液中自组装成稳定结构。本发明利用蛋白质或聚肽和萜类或胆甾类有机酸盐通过非共价交联组装制备一类全新的水性胶黏剂。本发明所述蛋白质或聚肽和萜类或胆甾类有机酸盐作为原料制备得到水性胶黏剂为内聚力较强、稳定性较好的网络结构的胶黏剂，而且蛋白质或聚肽上的氨基酸残基较多，有利于增强表面黏附作用；通过水下对各种基底的表观粘接以及拉伸等实验也证实了这种胶黏剂的强度。可用于不同基底的水下粘接。

28、本发明将蛋白质或聚肽溶解到水中，提供一定的正电荷，与带相反电荷的萜类或胆甾类有机酸盐通过静电作用相互结合，而蛋白质存在分子内二硫键，酰胺键等残基使胶黏剂形成内部致密，稳定性较好的网络结构；萜类或胆甾类有机酸盐分子上或蛋白上剩余的亲疏水残基也有利于与基底结合，形成表面键合键，从而增强与基底的粘接。本发明所述水性胶黏剂优选为灰白色。本发明所述水性胶黏剂可通过注射，按压，刮涂等方式实现对多种基底的有效粘接。

29、在本发明中，所述由蛋白质或聚肽和萜类或胆甾类有机酸盐形成的水性胶黏剂在经过冷冻干燥后可获得粉末，非共价相互作用具有可逆性，使其可以重新吸水成胶。

技术特征：

1.一种离子型水性胶黏剂，其特征在于，包括a类材料和b类材料；

2.根据权利要求1所述一种离子型水性胶黏剂，其特征在于，所述a类材料和b类材料的摩尔比为6:1-1:6。

3.根据权利要求1或2所述一种离子型水性胶黏剂，其特征在于，所述天然蛋白质为硫酸鱼精蛋白和/或表面正电改性的玉米蛋白；

4.根据权利要求1或2所述一种离子型水性胶黏剂，其特征在于，所述萜类有机酸盐为甘草酸盐和/或甘草次酸盐；

5.一种权利要求1-4任一项所述离子型水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述一种离子型水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，a类材料中所述硫酸鱼精蛋白水溶液中硫酸鱼精蛋白的物质的量浓度为10-200mm；

7.根据权利要求6所述一种离子型水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述表面正电改性的玉米蛋白的制备方法为：将玉米蛋白溶解于改性剂月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐的水溶液中，得到表面正电改性的玉米蛋白。

8.根据权利要求5所述一种离子型水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，b类材料中所述萜类有机酸盐水溶液的物质的量浓度为10-200mm；

9.根据权利要求5所述一种离子型水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中震荡反应前将溶液ph调节至5-10，然后20-40℃下震荡反应20-60s。

技术总结
本发明公开了一种由天然蛋白质(或聚肽)与萜类(或胆甾类)有机酸盐形成的离子型水性胶黏剂及其制备方法，属于化学材料领域。本发明所述水性胶黏剂具有较强的内聚力和水下粘接性能。本发明所述蛋白质或聚肽和萜类或胆甾类有机酸盐作为原料制备得到水性胶黏剂为内聚力较强、稳定性较好的网络结构的胶黏剂，而且蛋白质或聚肽上的氨基酸残基较多，有利于增强表面黏附作用；通过水下对各种基底的表观粘接以及拉伸等实验也证实了这种胶黏剂的强度。可用于不同基底的水下粘接。

技术研发人员：李文,文光,聂俊莲
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12