专利名称：一种物理交联水凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物可降解水凝胶及其制备方法。特别是羧甲基壳聚糖(CMCS)和羟乙基纤维素(HEC)通过两种大分子之间物理相互作用来达到交联的水凝胶及其制备方法。
背景技术：
高分子凝胶是指一种充满液体的大分子网络，即由网状结构的高聚物和溶剂组成。它是介于液体和固体之间的三维网络，既有液体样的运动性和流动性，又具有固体样的形稳性。当大分子骨架具有亲水性时，其充满的液体可以是水或者水溶液，这种凝胶被称为亲水性凝胶，简称水凝胶。
根据水凝胶制备方法的不同，可以分为化学交联水凝胶，辐射交联水凝胶和物理交联水凝胶。化学交联水凝胶是通过加入适当的交联剂形成交联网络的水凝胶。这种方法得到的水凝胶是永久性的，它具有很多缺陷，比如交联程度较高时光学透明性变差，吸水速率低，机械性能较差，尤其表现为强度低、脆性大，并且加入体系中未反应的交联剂的后处理比较困难，因而其在应用上受到了限制。辐射交联水凝胶是通过紫外光或r射线辐照的方法来使体系形成交联网络。这种方法同样由于在体系中引入杂质，造成后处理困难，从而使应用受到限制。物理交联水凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的，这种凝胶是非永久性的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。这种方法操作过程十分简单；由于不需要在体系中引入其它组分，所得到的水凝胶产物纯净；同时，由于这样制得的水凝胶交联程度相对比较低且具有可逆性，也大大扩大了其应用范围。近年来通过物理方法制备水凝胶正引起国内外越来越多学者的重视。目前已有一些学者通过离子间相互作用制得了水凝胶。但用这种方法制备的水凝胶还非常少。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种采用具有良好生物相容性和生物可降解性的天然高分子，通过两种大分子之间的物理相互作用来制备具有强度良好的水凝胶。
本发明的目的之二在于提供该水凝胶的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种物理交联水凝胶，其特征在于该水凝胶由羧甲基壳聚糖CMCS、羟乙基纤维素HEC和水构成，其中羧甲基壳聚糖CMCS与羟乙基纤维素HEC的质量比为5-30∶30-5；余量为水。
上述的水凝胶的平衡溶胀度为5.393-23.858。
上述的羧甲基壳聚糖在20℃下，2％水溶液的粘度为160-1000Cp；所述的羟乙基纤维素在20℃下，2％水溶液的粘度为500-1500Cp。
上述的物理交联水凝胶的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下1.将羧甲基壳聚糖CMCS和羟乙基纤维素HEC分别配制成浓度为0.05-0.1M的溶液；2.按照质量比CMCS∶HEC＝5-30∶30-5的比例，取步骤a的两种大分子溶液进行混合，并超声振荡30-90分钟；随后在室温下干燥至衡重，即得物理交联水凝胶。
由于该物理水凝胶是通过静电或氢键作用形成水凝胶，制备过程十分简单；并且在制备过程中不需要在体系中引入其它组分，因此所得水凝胶产物纯净、无杂质、无毒副作用；这种方法制备的水凝胶交联度相对较低且具有可逆性，也大大扩大了其应用范围。
具体实施例方式实施例一将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.1M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝30∶5的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在7小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为23.858。
实施例二将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.1M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝30∶10的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在25小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为18.343。
实施例三将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.1M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝30∶15的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在25小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为11.148。
实施例四将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.1M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝30∶20的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在25小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为9.036。
实施例五将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.1M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝30∶25的质量比配比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在25小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为8.425。
实施例六将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.05M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝30∶30的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在30小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为6.714。
实施例七将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.05M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝25∶30的质量混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在30小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为6,698。
实施例八将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.05M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝20∶30的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在30小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为6.416。
实施例九将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.05M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝15∶30的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在30小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为5.924。
实施例十将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.05M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝10∶30的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在30小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为5.637。
实施例十一将羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素配制成浓度为0.05M的溶液，并按羧甲基壳聚糖和羟乙基纤维素＝5∶30的质量比混合，超声振荡60分钟，使其充分混合，得到的混合物在聚四氟乙烯模具中浇膜，室温下挥发至衡重。所得的水凝胶在30小时达到平衡溶胀，平衡溶胀度为5.393。
权利要求
1.一种物理交联水凝胶，其特征在于该水凝胶由羧甲基壳聚糖CMCS、羟乙基纤维素HEC和水构成，其中羧甲基壳聚糖CMCS与羟乙基纤维素HEC的质量百分比为5-30∶30-5；余量为水。
2.根据权利要求1所述的物理交联水凝胶，其特征在于该水凝胶的平衡溶胀度为5.393-23.858。
3.根据权利要求1所述的物理交联水凝胶，其特征在于所述的羧甲基壳聚糖在20℃下，2％水溶液的粘度为160-1000Cp；所述的羟乙基纤维素在20℃下，2％水溶液的粘度为500-1500Cp。
4.一种根据权利要求1所述的物理交联水凝胶的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下a.将羧甲基壳聚糖CMCS和羟乙基纤维素HEC分别配制成浓度为0.05-0.1M的溶液；b.按照质量比CMCS∶HEC＝5-30∶30-5的比例，取步骤a的两种大分子溶液进行混合，并超声振荡30-90分钟；随后在室温下干燥至衡重，即得物理交联水凝胶。
全文摘要
本发明涉及一种生物可降解水凝胶及其制备方法。该水凝胶由羧甲基壳聚糖CMCS、羟乙基纤维素HEC和水构成，其中羧甲基壳聚糖CMCS与羟乙基纤维素HEC的质量比为5－30∶30－5；余量为水。该水凝胶的制备方法为首先将羧甲基壳聚糖CMCS和羟乙基纤维素HEC分别配制成浓度为0.05－0.1M的溶液；再按照质量比CMCS∶HEC＝5－30∶30－5的比例，取步骤a的两种大分子溶液进行混合，并超声振荡30－90分钟；随后在室温下干燥至衡重，即得物理交联水凝胶。由于该物理水凝胶是通过静电或氢键作用形成水凝胶，制备过程十分简单；并且在制备过程中不需要在体系中引入其它组分，因此所得水凝胶产物纯净、无杂质、无毒副作用；这种方法制备的水凝胶交联度相对较低且具有可逆性，也大大扩大了其应用范围。
文档编号C08L1/26GK1927912SQ20061011638
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月21日 优先权日2006年9月21日
发明者尹静波, 汤莉, 谢勇涛, 颜世峰 申请人:上海大学