摘要
近年来，随着大众对生物材料的需求不断提高，水凝胶因其独特的物理化学性能和优异的结构适配性不断引发研究者的高度关注。然而，传统明胶基水凝胶力学性能不足、缺乏结构适配性和功能简单，已无法满足日益繁复的应用需求，如组织修复、人工关节等。因此，本研究中的明胶基系列双网络复合水凝胶旨在通过调节组分比例，实现样品可控的力学性能和多功能性，从而获得自愈合性、可注射性、3D打印、生物活性和抗菌性等多方面性能，具体研究内容如下： （1）主要通过光交联技术制备了一种可变孔隙结构的双键明胶-氧化透明质酸-聚乙烯亚胺-羟基磷灰石系列复合水凝胶（GOP/H）。该系列水凝胶样品能在2h内实现自我修复，并且具备可注射性。其中，GOP/H-3复合水凝胶表现出良好的力学性能、可达700%的溶胀能力和快速降解特性。细胞实验显示，该复合水凝胶具有低毒性且能促进细胞迁移。 （2）为了进一步提高复合水凝胶的生物活性。采用光交联技术制备了一种新型双键明胶-氧化透明质酸-聚乙烯亚胺-锶掺杂羟基磷灰石系列复合水凝胶（GOP/H-Sr），主要由双键聚合和席夫碱反应形成。通过调整H-Sr的添加量可调节孔隙大小，其中GOP/H-Sr2（H-Sr含量为5%w/v）样品表现出高达1000%的溶胀率和快速降解能力，且用于3D打印。细胞实验显示，GOP/H-Sr2还具有最佳的生物安全性和可迁移性。 （3）通过在羟基磷灰石中掺杂铜元素（H-Cu），开发了一系列具有抗菌性能的GOP/H-Cu复合水凝胶。该水凝胶皆可作为3D打印材料。其中，H-Cu添加量达到5%w/v的GOP/H-Cu2样品展现了高达1100%的溶胀能力和细胞实验的低毒性，可支持细胞生长和增殖，并且促进细胞迁移。此外，该水凝胶对E.coli和S.aureus分别展现出69.18%和74.83%的抗菌效果，显示出其在预防感染方面的应用潜力。 本研究通过光交联技术制备了明胶基系列复合水凝胶，并通过添加不同类型的羟基磷灰石来增强其生物活性和抗菌性能。该研究为水凝胶作为生物墨水应用于3D打印支架材料；同时，还可在组织工程领域为创面愈合、肌肉修复等提供研究基础和备选材料。
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