为2.85 %的海藻酸钠(SA)溶液;将4.4g琼脂(Agar)粉末加入80mL 去离子水中，在95°C水浴中搅拌30分钟，使之充分溶解于去离子水，得到质量分数为5.21 % 的琼脂(Agar)溶液；
[0039] 2)将步骤1)的琼脂(Agar)溶液加入海藻酸钠(SA)溶液中，在65°C水浴中搅拌15分 钟，得到混合溶液；
[0040] 所述混合溶液中琼脂(Agar)的质量分数为3.82%，所述混合溶液中海藻酸钠(SA) 与琼脂(Agar)的质量比为1 · 0:5 · 0;
[0041] 3)使用一次性注射器抽取5mL步骤2)的混合溶液，离心除去气泡得到透明均匀的 混合溶液；
[0042] 4)将步骤3)经过离心除泡处理的混合溶液冷却至室温，在降温过程中，琼脂 (Agar)分子链通过氢键交联为第一重网络，同时混合溶液在一次性注射器中形成预成型凝 胶；
[0043] 5)切开一次性注射器，从注射器管中取出预成型凝胶，将预成型凝胶在30mLlmol/ L CaCl2水溶液中浸泡4小时，Ca2+扩散到预成型水凝胶内部使海藻酸钠(SA)交联为第二重 网络，得到海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶。
[0044] 实验测得本实施例所得的海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶的 拉伸断裂强度为120KPa，压缩破坏应力为450KPa。
[0045] 实施例2,同实施例1，不同的是，
[0046] 1)将5.80g琼脂(Agar)粉末加入80mL去离子水中，在95°C水浴中搅拌30分钟，使之 充分溶解于去离子水，得到质量分数为6.76 %的琼脂(Agar)溶液；
[0047] 2)将步骤1)的琼脂(Agar)溶液加入海藻酸钠(SA)溶液中，在65°C水浴中搅拌15分 钟，得到混合溶液；
[0048]所述混合溶液中琼脂(Agar)的质量分数为4.97%，所述混合溶液中海藻酸钠(SA) 与琼脂(Agar)的质量比为1.0:6.6;
[0049] 5)切开一次性注射器，从注射器管中取出预成型凝胶，将预成型凝胶在 30mL0.75mol/L CaClfK溶液中浸泡5小时，Ca2+扩散到预成型水凝胶内部使海藻酸钠（SA) 交联为第二重网络，得到海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶。
[0050] 实验测得本实施例所得的海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶的 拉伸断裂强度为160KPa，压缩破坏应力为500KPa。
[00511实施例3,同实施例1，不同的是，
[0052] 1)将8.80g琼脂(Agar)粉末加入80mL去离子水中，在95°C水浴中搅拌30分钟，使之 充分溶解于去离子水，得到质量分数为9.91 %的琼脂(Agar)溶液；
[0053] 2)将步骤1)的琼脂(Agar)溶液加入海藻酸钠(SA)溶液中，在65°C水浴中搅拌15分 钟，得到混合溶液；
[0054]所述混合溶液中琼脂(Agar)的质量分数为7.35%，所述混合溶液中海藻酸钠(SA) 与琼脂(Agar)的质量比为1 ·0:10.0;
[0055] 5)切开一次性注射器，从注射器管中取出预成型凝胶，将预成型凝胶在 30mL0.5mol/L CaCl2水溶液中浸泡6小时，Ca2+扩散到预成型水凝胶内部使海藻酸钠 (SA)交 联为第二重网络，得到海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶。
[0056] 实验测得本实施例所得的海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶的 拉伸断裂强度为240KPa，压缩破坏应力为530KPa。
[0057] 实施例4,同实施例1，不同的是，
[0058] 1)将13.6g琼脂(Agar)粉末加入80mL去离子水中，在95°C水浴中搅拌30分钟，使之 充分溶解于去离子水，得到质量分数为14.53%的琼脂(Agar)溶液；
[0059] 2)将步骤1)的琼脂(Agar)溶液加入海藻酸钠(SA)溶液中，在65°C水浴中搅拌15分 钟，得到混合溶液；
[0060] 所述混合溶液中琼脂（Agar)的质量分数为10.93%，所述混合溶液中海藻酸钠 (SA)与琼脂(Agar)的质量比为1.0:15.5;
[0061] 5)切开一次性注射器，从注射器管中取出预成型凝胶，将预成型凝胶在 30mL0.5mol/L CaCl2水溶液中浸泡6小时，Ca2+扩散到预成型水凝胶内部使海藻酸钠 (SA)交 联为第二重网络，得到海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶。
[0062] 实验测得本实施例所得的海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶的 拉伸断裂强度为310KPa，压缩破坏应力为600KPa。
[0063] 为证实双组份的效果，本申请人用单组份作了对比实验，具体实验如下：
[0064] 对比例1
[0065] l)0.88g海藻酸钠(SA)粉末加入110mL去离子水中，在65°C水浴中搅拌30分钟使之 充分溶解，得到质量分数为〇. 79 %的海藻酸钠(SA)溶液；
[0066] 2)使用一次性注射器抽取5mL步骤1)的海藻酸钠（SA)溶液，离心除去气泡得到透 明均匀的海藻酸钠(SA)溶液；
[0067] 3)将步骤2)-次性注射器中的经过离心除泡处理的海藻酸钠 (SA)溶液冷却至室 温，在降温过程中，海藻酸钠 (SA)溶液通过氢键交联在一次性注射器中形成预成型凝胶； [0068] 4)切开一次性注射器，从注射器管中取出预成型凝胶，将预成型凝胶在30mLlmol/ L CaCl2水溶液中浸泡4小时，Ca2+扩散到预成型水凝胶内部使海藻酸钠 (SA)形成高交联网 络，得到物理交联单网络天然水凝胶。
[0069]实验测得本比较例所得单网络天然水凝胶的拉伸断裂强度低于20KPa，压缩破坏 应力低于50KPa。
[0070] 对比例2
[0071] 1)将13.6g琼脂(Agar)粉末加入110mL去离子水中，在95 °C水浴中搅拌30分钟，使 之充分溶解于去离子水，得到质量分数为10.93%的琼脂(Agar)溶液；
[0072] 2)使用一次性注射器抽取5mL步骤1)的琼脂(Agar)溶液，离心除去气泡得到透明 均匀的琼脂(Agar)溶液；
[0073] 3)将步骤2) -次性注射器中的经过离心除泡处理的琼脂(Agar)溶液冷却至室温， 在降温过程中，琼脂(Agar)溶液通过氢键交联在一次性注射器中形成凝胶；
[0074] 4)切开一次性注射器，从注射器管中取出预成型凝胶，将预成型凝胶在30mLlmol/ L CaCl2水溶液中浸泡4小时，Ca2+扩散到预成型水凝胶内部使琼脂(Agar)交联形成高交联 网络，得到物理交联单网络天然水凝胶。
[0075] 实验测得本比较例所得单网络天然水凝胶的拉伸断裂强度为lOOKPa，压缩破坏应 力为 5〇OKPa。
[0076] 上述实施例、对比例的水凝胶的拉伸断裂强度与压缩破坏应力如下表1:
[0077]表1:琼脂(Agar)水凝胶、海藻酸钠(SA)水凝胶与海藻酸钠琼脂水凝胶的拉伸断裂 强度与压缩破坏应力的对比见下表。
[0078]
[0079]通过表格中的数据可以看出：
[0080]三种海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶的拉伸断裂强度均高于 单组分的物理交联单网络天然水凝胶。比较例2与实施例3具有相同的琼脂(Agar)质量分 数，实施例3通过加入少量海藻酸钠(SA)得到的海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天 然水凝胶显著提高了水凝胶的压缩破坏应力(提高了 lOOKPa)。当海藻酸钠琼脂全物理交联 高强度双网络天然水凝胶中琼脂(Agar)的质量分数由3.82%、4.97. %、7.35%、10.93 %逐 渐增大且海藻酸钠琼脂质量比由1:5、1:6.6、1:10、1:15.5.逐渐减小时，其拉伸断裂强度与 压缩破坏应力逐渐增大，力学性能显著提高。
[0081]其它未详细说明的部分均属于现有技术。
【主权项】
1. 一种海藻酸钠琼脂双网络高强天然水凝胶材料的制备方法，其特征在于:具体步骤 如下： 1) 海藻酸钠加入去离子水中，在65°C水浴中搅拌30分钟使之充分溶解，得到海藻酸钠 溶液;将琼脂加入去离子水中，在95°C水浴中搅拌30分钟，使之充分溶解于去离子水，得到 琼脂溶液； 所述海藻酸钠溶液的质量分数为2.85%，琼脂溶液的质量分数为5.21~14.53% ; 2) 将步骤1)的琼脂溶液加入到海藻酸钠溶液中，在65°C水浴中搅拌15分钟，得到混合 溶液； 所述混合溶液中琼脂的质量分数为3.82~10.93%，海藻酸钠与琼脂的质量比为1.0: (5.0~15.5); 3) 使用一次性注射器抽取5mL步骤2)的混合溶液，离心除去气泡得到透明均匀的混合 溶液； 4) 将经步骤3)经离心除泡处理的混合溶液冷却至室温，在降温过程中，琼脂分子链通 过氢键交联为第一重网络，同时混合溶液在一次性注射器中形成预成型凝胶； 5) 切开一次性注射器，从注射器管中取出步骤4)的预成型凝胶，将预成型凝胶在30mL CaCl2水溶液中浸泡4~6小时，Ca 2+扩散到预成型水凝胶内部使海藻酸钠交联为第二重网 络，得到海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶； 所述CaCl2溶液摩尔浓度为0 · 5mol/L~1 · 0mol/L〇2. 根据权利要求1所述的一种海藻酸钠琼脂高强双网络天然水凝胶材料的制备方法， 其特征在于:步骤3)所述离心除去气泡是将一次性注射器固定于离心管中，在离心管中加 入10mL去离子水，去离子水的温度为95°C，在转速为lOOOOrpm条件下离心15分钟。
【专利摘要】本发明涉及一种海藻酸钠琼脂双网络高强天然水凝胶材料的制备方法，65℃下配制海藻酸钠溶液，95℃下配制琼脂溶液，将琼脂溶液加到海藻酸钠中，得到混合溶液；混合溶液冷却至室温，在降温过程中，琼脂分子链通过氢键交联为第一重网络，混合溶液转变为预成型水凝胶；将预成型水凝胶浸没入CaCl2水溶液中4～6小时，Ca2+扩散到预成型水凝胶内使海藻酸钠交联为第二重网络，得到海藻酸钠琼脂全物理交联高强度双网络天然水凝胶。本发明采用两种生物相容性好，可降解的天然植物性提取物为原料制备天然水凝胶材料，操作简便、产品强度高、具有生物降解性，可用做生物软组织替代品。
【IPC分类】C08L5/04, C08J3/24, C08J3/075, C08L5/12
【公开号】CN105601950
【申请号】CN201510746499
【发明人】李学锋, 杨倩, 龙世军, 袁亚, 赵友姣, 陈明敏, 徐恒
【申请人】湖北工业大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月5日