基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶、其制备方法及应用

本发明涉及生物材料技术的，具体涉及一种基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶、其制备方法及应用。

背景技术：

1、近年来，水凝胶作为一种由聚合物发生交联组成的新型功能高分子材料，受到研究者的广泛关注。由于其良好的柔韧性、润湿性以及可调节的化学和物理特性，可以将各种天然聚合物以及合成聚合物加工成水凝胶。如专利公开文件cn109970997a中提供一种聚丙烯酸羟乙酯水凝胶的制备方法，该水凝胶制备方法简单、操作方便，但水凝胶的弹性回复性较差。如“facile preparation ofbioactive silk fibroin/hyaluronic acidhydrogels”[int j biol macromol.2018,118，775-782]一文中利用化学交联剂edc-nhs制备了丝素蛋白/透明质酸复合水凝胶，该水凝胶具有良好的力学性能及可调节的吸水率和孔隙率，但其凝胶时间相对较长，并且化学交联剂的残留将影响其生物相容性。传统材料制备的水凝胶生物相容性差，而以天然蛋白质——牛血清蛋白为材料制备的水凝胶避免了传统材料生物相容差的劣势，且牛血清蛋白来源丰富，具有配体结合特性且与人血清蛋白有相类似的结构和性质，在生物医学材料中具有更好地应用前景。如专利公开文件cn109528627a中提供一种ru-bsa水凝胶及其制备方法与应用，以牛血清蛋白为材料与钌配合物复合，制备得到的ru-bsa水凝胶更易被癌细胞摄取，在体内环境中不断酶解释放药物分子，提高了药物对肿瘤的疗效。综上，现有水凝胶制备方式存在弹性回复性差弱、生物相容差、导电性差等问题。

2、因此，研究出一种弹性回复性强、生物相容性优异且导电性强的水凝胶对水凝胶在生物医疗材料等方面的应用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶，具有导电性优、弹性回复性强、抗菌性和生物相容性优异等特点。

2、本发明的目的之二在于提供一种基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，制备工艺简便，易于调节。

3、本发明的目的之三在于提供一种基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的应用。

4、本发明实现目的之一所采用的方案是：一种基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶，以牛血清蛋白为水凝胶的原料，通过与多臂聚乙二醇烯烃衍生物之间发生巯基-烯反应交联形成凝胶网络。

5、本发明实现目的之二所采用的方案是：一种所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

6、s1，将牛血清蛋白粉末以一定浓度溶解在缓冲溶液中，混合均匀，得到第一混合溶液；

7、s2，将碱性催化剂以一定比例溶解在缓冲液中，混合均匀，得到第二混合溶液；

8、s3，将多臂聚乙二醇烯烃衍生物以一定浓度溶解在所述第二混合溶液中，混合均匀，得到第三混合溶液；

9、s4，将所述第一混合溶液与第三混合溶液按比例混合得到第四混合溶液；

10、s5，将第四混合溶液静置进行反应交联，得到所述水凝胶。

11、优选地，所述步骤s1和s2中，缓冲溶液为磷酸、柠檬酸、碳酸、醋酸缓冲体系中的任意一种；所述缓冲溶液的ph为3～10，浓度为0.01m～10m。

12、优选地，所述步骤s1中，第一混合溶液中牛血清蛋白粉末的质量百分数为1％～50％。

13、优选地，所述步骤s2中，碱性催化剂为氢化钠、乙醇钠和有机碱中的至少一种，第二混合溶液中碱性催化剂的浓度为0.01m～10m。

14、优选地，所述步骤s3中，多臂聚乙二醇烯烃衍生物为多臂聚乙二醇-马来酰胺类、多臂聚乙二醇-丙烯酸酯类、多臂聚乙二醇乙烯砜类含碳碳双键的聚乙二醇衍生物中的至少一种。

15、优选地，所述步骤s3中，第三混合溶液中多臂聚乙二醇烯烃衍生物的浓度为0.01m～10m。

16、优选地，所述步骤s4中，第一混合溶液与第三混合溶液的混合体积比为(1～10)：(1～10)。

17、优选地，所述步骤s5中，反应交联的温度范围为1～60℃，湿度范围为1％～100％，时间范围为1～1000h。

18、本发明实现目的之三所采用的方案是：一种所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的应用，将所述基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶应用于制备冻干支架、干凝胶或薄膜。

19、本发明具有以下优点和有益效果：

20、本发明的巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶，具有较好的弹性回复性，导电性优良，同时具有较良好的生物相容性，可降解，无生物毒性，在医疗器械和可植入材料等领域的发展极具潜力。

21、本发明的制备方法，操作简单，易于生产，并为后续冻干支架、干凝胶或薄膜的制备提供了基础。

技术特征：

1.一种基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶，其特征在于：以牛血清蛋白为水凝胶的原料，通过与多臂聚乙二醇烯烃衍生物之间发生巯基-烯反应交联形成凝胶网络。

2.一种如权利要求1所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s1和s2中，缓冲溶液为磷酸、柠檬酸、碳酸、醋酸缓冲体系中的任意一种；所述缓冲溶液的ph为3～10，浓度为0.01m～10m。

4.根据权利要求2所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，第一混合溶液中牛血清蛋白粉末的质量百分数为1％～50％。

5.根据权利要求2所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，碱性催化剂为氢化钠、乙醇钠和有机碱中的至少一种，第二混合溶液中碱性催化剂的浓度为0.01m～10m。

6.根据权利要求2所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，多臂聚乙二醇烯烃衍生物为多臂聚乙二醇-马来酰胺类、多臂聚乙二醇-丙烯酸酯类、多臂聚乙二醇乙烯砜类含碳碳双键的聚乙二醇衍生物中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，第三混合溶液中多臂聚乙二醇烯烃衍生物的浓度为0.01m～10m。

8.根据权利要求2所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，第一混合溶液与第三混合溶液的混合体积比为(1～10)：(1～10)。

9.根据权利要求2所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，反应交联的温度范围为1～60℃，湿度范围为1％～100％，时间范围为1～1000h。

10.一种如权利要求1所述的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶或权利要求2-9中任一项所述的制备方法制备的基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶的应用，其特征在于：将所述基于巯基-烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶应用于制备冻干支架、干凝胶或薄膜。

技术总结
本发明涉及生物材料技术的技术领域，具体涉及一种基于巯基‑烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶、其制备方法及应用，以牛血清蛋白为水凝胶的原料，通过与多臂聚乙二醇烯烃衍生物之间发生巯基‑烯反应交联形成凝胶网络。本发明的巯基‑烯点击化学反应的牛血清蛋白水凝胶，具有较好的弹性回复性，导电性优良，同时具有较良好的生物相容性，可降解，无生物毒性，在医疗器械和可植入材料等领域的发展极具潜力。本发明的制备方法，操作简单，易于生产，并为后续冻干支架、干凝胶或薄膜的制备提供了基础。

技术研发人员：张一帆,王筱悠
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16