水凝膠、用于制備水凝膠的組合物及水凝膠制備方法與流程

本發(fā)明涉及一種醫(yī)療材料，尤其涉及一種水凝膠。本發(fā)明進一步提供一種用于制備水凝膠的組合物。本發(fā)明還進一步涉及水凝膠的制備。

背景技術(shù)：

凝膠一般包括成膠組分和分散介質(zhì)，其中該成膠組分形成三維結(jié)構(gòu)，以允許分散介質(zhì)，如水，分散分布在該成膠組分形成的三維結(jié)構(gòu)。水凝膠因其良好的親水性，生物相容性以及三維結(jié)構(gòu)保持性，被廣泛應(yīng)用在多個領(lǐng)域。水凝膠的這些特性其在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域具有獨有的優(yōu)勢和具有巨大的發(fā)展空間。它優(yōu)異的生物相容性使其在組織工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如用于人造皮膚、人造血管、人工角膜、隱形眼鏡、人工關(guān)節(jié)以及各種人造臟器和藥物緩釋載體等。此外，基于甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)制成的水凝膠由于其內(nèi)部存在的氫鍵作用，使其具有較高的機械性能。因此，甲基丙烯酸羥乙酯類水凝膠因其較好的生物相容性和機械性能，而被廣泛應(yīng)用于接觸鏡材料，人造血管以及其他組織工程方面。然而，甲基丙烯酸羥乙酯水凝膠具有含水率低(一般不高于50％)、透氧性能差、抗蛋白吸附能力低(20％)、透明度不高、模量損耗高導(dǎo)致皮膚觸覺差、耐磨性和潤滑度不夠等缺點，這些缺點限制了甲基丙烯酸羥乙酯水凝膠在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于其提供一種用于制備水凝膠(材料)的組合物，其中該組合物的主要組成成分是甲基丙烯酸羥乙酯，其中該甲基丙烯酸羥乙酯的結(jié)構(gòu)式為：

本發(fā)明的另一目的在于其提供一種用于制備高性能水凝膠的組合物，其中該組合物進一步包括甜菜堿衍生物，如磺酸基甜菜堿(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)，其中該甜菜堿衍生物具有以下結(jié)構(gòu)式：

本發(fā)明的另一目的在于其提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由含有該組合物制成的水凝膠具有高含水率和良好生物相容性。

本發(fā)明的另一目的在于其提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由含有該組合物制成的水凝膠具有良好抗菌抗蛋白吸附效果。

本發(fā)明的另一目的在于其提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由含有該組合物制成的水凝膠具有良好透氧性的水凝膠(材料)。

本發(fā)明的另一目的在于其提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由含有該組合物制成的水凝膠在具有較高的含水率的同時，具有良好的柔韌性和較高的光滑度。

本發(fā)明的另一目的在于其提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由含有該組合物制成的水凝膠的成膠組分為甲基丙烯酸羥乙酯，輔助組分為甜菜堿衍生物。

本發(fā)明的另一目的在于其提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中該組合物包括甲基丙烯酸羥乙酯-甜菜堿衍生物，其中該甜菜堿衍生物可以是磺酸基甜菜堿(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)。

本發(fā)明進一步提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由該組合物包括甲基丙烯酸羥乙酯和甜菜堿衍生物，其中該甜菜堿衍生物是磺酸基甜菜堿和/或羧酸基甜菜堿，其中在該組合物中，甲基丙烯酸羥乙酯與甜菜堿衍生物的質(zhì)量比為0.875/1至14/1。

本發(fā)明進一步提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由該組合物進一步包括交聯(lián)劑和引發(fā)劑，其中在該組合物中，交聯(lián)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.01％-1％，引發(fā)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.1％-1％。

本發(fā)明進一步提供一種用于制備高性能水凝膠(材料)的組合物，其中由含有該組合物制成的水凝膠水凝膠(材料)的價格低廉，和當(dāng)使用該組合物制造水凝膠時，其制造工藝簡單和不需要精密的儀器和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，制造成本低。

本發(fā)明進一步提供一種適于用作生物醫(yī)學(xué)材料的水凝膠，其中該水凝膠包括成膠組分、輔助組分和分散介質(zhì)，其中該成膠組分包括甲基丙烯酸羥乙酯，該輔助組分包括甜菜堿衍生物，該水凝膠的分散介質(zhì)是水，其中該甜菜堿衍生物是磺酸基甜菜堿和/或羧酸基 甜菜堿，其中在該水凝膠中，甲基丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量分數(shù)為2.33％至56％，該甜菜堿衍生物的質(zhì)量分數(shù)為2.67％至32％。

本發(fā)明進一步提供一種適于用作生物工程材料的水凝膠，其中在該水凝膠中，甲基丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量分數(shù)為2.33％至56％，該甜菜堿衍生物的質(zhì)量分數(shù)為2.67％至32％。優(yōu)選地，在該水凝膠中，甲基丙烯酸羥乙酯的含量為2.33％至45％(質(zhì)量分數(shù))，甜菜堿衍生物(SBMA)的含量不大于25％(質(zhì)量分數(shù))。

本發(fā)明進一步提供一種適于用作生物工程材料的水凝膠，其中該水凝膠，進一步包括引發(fā)劑，其中在該水凝膠中，該引發(fā)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.04％-0.4％，其中該引發(fā)劑為2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮或偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。

本發(fā)明進一步提供一種用于制造水凝膠的方法，其中使用本發(fā)明制造方法和本發(fā)明組合物制得的水凝膠中，甲基丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量分數(shù)為2.33％至56％，該甜菜堿衍生物的質(zhì)量分數(shù)為2.67％至32％。優(yōu)選地，在該水凝膠中，甲基丙烯酸羥乙酯的含量為2.33％至-45％(質(zhì)量分數(shù))，甜菜堿衍生物(SBMA)的含量不大于25％(質(zhì)量分數(shù))。

本發(fā)明的其它目的和特點通過下述的詳細說明得以充分體現(xiàn)并可通過所附權(quán)利要求中特地指出的手段和裝置的組合得以實現(xiàn)。

依本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)前述目的和其他目的和優(yōu)勢的本發(fā)明水凝膠包括成膠組分、輔助組分和分散介質(zhì)，其中該成膠組分包括甲基丙烯酸羥乙酯，該輔助組分包括甜菜堿衍生物，該水凝膠的分散介質(zhì)是水，其中該甜菜堿衍生物是磺酸基甜菜堿和/或羧酸基甜菜堿，其中在該水凝膠中，甲基丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量分數(shù)為2.33％至56％，該甜菜堿衍生物的質(zhì)量分數(shù)為2.67％至32％。

本發(fā)明進一步提供一種水凝膠制備方法，其包括以下步驟：

(A)去離子水溶解成膠組分、輔助組分、交聯(lián)劑和熱引發(fā)劑，并充分混合，以得到反應(yīng)混合物，其中該成膠組分為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，該輔助組分為[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)；

(B)利用惰性氣體或氮氣去除該反應(yīng)混合物中的氧氣；

(C)加熱該反應(yīng)混合物，使該反應(yīng)混合物的溫度被升高到該熱引發(fā)劑需要被引發(fā)的溫度，并保溫至該熱引發(fā)劑被完全引發(fā)，以制備得到水凝膠；和

(D)去離子水洗滌水凝膠。

本發(fā)明還進一步提供一種水凝膠制備方法，其包括以下步驟：

(A)去離子水溶解成膠組分、輔助組分、交聯(lián)劑和光引發(fā)劑，并充分混合，以得到反應(yīng)混合物，其中該成膠組分為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，該輔助組分為[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)；和

(B)紫外光照射反應(yīng)該混合物直至該光引發(fā)劑被完全引發(fā)。

因此，如上所述，本發(fā)明水凝膠(材料)具有下述有益效果中的至少其中之一：

1、本發(fā)明用于制造水凝膠的組合物制備得到的水凝膠(材料)具有較高含水率(含水率最高可達95％)；

2、本發(fā)明用于制造水凝膠的組合物制備得到的水凝膠(材料)具有良好生物相容性；

3、本發(fā)明用于制造水凝膠的組合物制備得到的水凝膠(材料)具有良好透氧性；

4、本發(fā)明用于制造水凝膠的組合物制備得到的水凝膠(材料)具有良好抗菌抗蛋白吸附(不大于10％)效果；

5、本發(fā)明用于制造水凝膠的組合物制備得到的水凝膠(材料)具有良好的柔韌性和較高的光滑度；

6、本發(fā)明用于制造水凝膠的組合物制備得到的水凝膠(材料)具有更好的透光率(不低于95％)。

通過對隨后的描述和附圖的理解，本發(fā)明進一步的目的和優(yōu)勢將得以充分體現(xiàn)。

本發(fā)明的這些和其它目的、特點和優(yōu)勢，通過下述的詳細說明，附圖和權(quán)利要求得以充分體現(xiàn)。

附圖說明

圖1為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠正視圖。

圖2為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠的含水率變化示意圖，其中根據(jù)該圖所示，隨著本發(fā)明水凝膠中甜菜堿衍生物含量的增加，其含水率也隨之增加。

圖3為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠的失水曲線圖，其中根據(jù)該圖所示，隨著本發(fā)明水凝膠中甜菜堿衍生物含量的增加，在相同的環(huán)境下，經(jīng)同樣的失水時間，其最終含水率也隨之增加。

圖4為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠的失水曲線圖，其中根據(jù)該圖所示，隨著本發(fā)明水凝膠中甜菜堿衍生物含量的增加，其透光率從20％左右提高到90％左右。

圖5為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠的G″變化圖，該圖顯示的是隨著振動應(yīng)力的變化，材料的儲能模量和損耗模量的變化。

圖6為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠的抗蛋白質(zhì)吸附能力變化圖，其中根據(jù)該圖所示，隨著本發(fā)明水凝膠中甜菜堿衍生物含量的增加，其抗蛋白質(zhì)吸附能力得到提高。

圖7為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠的抗菌吸附能力變化圖，復(fù)合水凝膠均具有良好的抗菌吸附能力。

圖8為依本發(fā)明較佳實施例的水凝膠制造方法。圖9為依本發(fā)明較佳實施例的另一種水凝膠制造方法。

具體實施方式

下述描述被揭露以使本領(lǐng)域技術(shù)人員可制造和使用本發(fā)明。下述描述中提供的較佳實施例僅作為對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的示例和修改，其并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下述描述中所定義的一般原理可不背離本發(fā)明精神和發(fā)明范圍地應(yīng)用于其它實施例、可選替代、修改、等同實施和應(yīng)用。

本發(fā)明提供一種用于制造水凝膠的組合物，其包括用于制造水凝膠的成膠組分和改善水凝膠性質(zhì)的輔助組分，其中該組合物包括甲基丙烯酸羥乙酯，該輔助組分包括甜菜堿衍生物，其中甲基丙烯酸羥乙酯具有以下結(jié)構(gòu)式：

該甜菜堿衍生物具有以下結(jié)構(gòu)式：

優(yōu)選地，甜菜堿衍生物為磺酸基甜菜堿(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)，如上述結(jié)構(gòu)式所示。

本發(fā)明用于制造水凝膠的組合物可單獨作為水凝膠制備的有效成分(包括成膠組分和輔助組分)與交聯(lián)劑、引發(fā)劑等用于水凝膠的制備，或和交聯(lián)劑、引發(fā)劑等以及一種或多種其他適用于制造水凝膠的化合物或組合物組合使用，以用于水凝膠的制備。

本發(fā)明還進一步提供一種水凝膠，其中該水凝膠的成膠組分為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，該輔助組分為[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)，分散介質(zhì)是水，其中該水凝膠中的成膠組分和輔助組分的質(zhì)量和占水凝膠總質(zhì)量的百分比為5％-60％。

優(yōu)選地，該水凝膠的交聯(lián)劑具有以下分子結(jié)構(gòu)式：

其中該交聯(lián)劑的分子量不小于300，不大于20000。

更優(yōu)選地，該水凝膠的交聯(lián)劑為聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。可以理解的是，本發(fā)明所使用的交聯(lián)劑也可以是其它本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的交聯(lián)劑。

優(yōu)選地，該水凝膠的引發(fā)劑為光引發(fā)劑，其中該光引發(fā)劑為2,4,6-三甲基苯甲?；交趸?TPO)、(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure2959)或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的光引發(fā)劑。

可選地，該水凝膠的引發(fā)劑為熱引發(fā)劑，其中該熱引發(fā)劑為偶氮二異丁腈(ABIN)、過氧化苯甲酰(BPO)或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的熱引發(fā)劑。

如附圖之圖8所示，本發(fā)明還進一步提供一種水凝膠制備方法，其包括以下步驟：

(A)去離子水溶解成膠組分、輔助組分、交聯(lián)劑和熱引發(fā)劑，并充分混合，以得到反應(yīng)混合物，其中該成膠組分為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，該輔助組分為[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)；

(B)利用惰性氣體或氮氣去除該反應(yīng)混合物中的氧氣；

(C)加熱該反應(yīng)混合物，使該反應(yīng)混合物的溫度被升高到該熱引發(fā)劑需要被引發(fā)的溫度，并保溫至該熱引發(fā)劑被完全引發(fā)，以制備得到水凝膠；和

(D)去離子水洗滌水凝膠。

其中，該水凝膠的交聯(lián)劑具有以下分子結(jié)構(gòu)式：

其中該交聯(lián)劑的分子量不小于300，不大于20000。

一般地，該反應(yīng)混合物的熱反應(yīng)時間不高于1小時。優(yōu)選地，該反應(yīng)混合物中，甲 基丙烯酸羥乙酯(HEMA)的質(zhì)量分數(shù)為20％-45％，[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)的質(zhì)量分數(shù)為0-25％，交聯(lián)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.01％-1％，熱引發(fā)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.1％-1％。

更優(yōu)選地，該反應(yīng)混合物中，交聯(lián)劑與成膠組分的摩爾比為1:1000至1:100；熱引發(fā)劑與成膠組分和交聯(lián)劑的總量的質(zhì)量比為1:1000至5:1000。

最優(yōu)選地，熱引發(fā)劑與成膠組分和交聯(lián)劑的總量的質(zhì)量比為1:1000至3:1000。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，步驟(D)在對步驟(C)制得的水凝膠進行清洗時，水凝膠將會進一步吸水溶脹。因此，在步驟(C)制得的水凝膠被放入去離子水洗滌之前，水凝膠中的含水量一般較低。在步驟(D)之后，也就是將步驟(C)制得的水凝膠放入去離子水洗滌之后，步驟(C)制得的水凝膠將會吸水膨脹，從而使制得的水凝膠最終產(chǎn)品的水凝膠的含水量最高可達95％。

如附圖之圖9所示，本發(fā)明還進一步提供一種水凝膠制備方法，其包括以下步驟：

(A)去離子水溶解成膠組分、輔助組分、交聯(lián)劑和光引發(fā)劑，并充分混合，以得到反應(yīng)混合物，其中該成膠組分為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，該輔助組分為[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)和/或羧酸基甜菜堿(CBMA)；

(B)紫外光照射反應(yīng)該混合物直至該光引發(fā)劑需要被引發(fā)的溫度并維持該溫度至該光引發(fā)劑被完全引發(fā)；和

(C)去離子水洗滌水凝膠。

其中，該水凝膠的交聯(lián)劑具有以下分子結(jié)構(gòu)式：

其中該交聯(lián)劑的分子量不小于300，不大于20000。

一般地，該紫外線的波長為300nm-415nm，優(yōu)選波長為365nm。

一般地，該反應(yīng)混合物的光反應(yīng)時間為25min至60min。

優(yōu)選地，該反應(yīng)混合物中，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)的質(zhì)量分數(shù)為20％-45％，[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)的質(zhì)量分數(shù)為0-25％，交聯(lián)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.01％-1％，光引發(fā)劑的質(zhì)量分數(shù)為0.1％-1％。

更優(yōu)選地，該反應(yīng)混合物中，交聯(lián)劑與成膠組分的摩爾比為1:1000至1:100；熱引發(fā)劑與成膠組分和交聯(lián)劑的總量的質(zhì)量比為1:1000至5:100。

最優(yōu)選地，熱引發(fā)劑與成膠組分和交聯(lián)劑的總量的質(zhì)量比為1:1000至3:1000。

值得注意的是，本文中的交聯(lián)劑可以是聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，熱引發(fā)劑可以是 偶氮二異丁腈(ABIN)或過氧化苯甲酰(BPO)，光引發(fā)劑可以是2,4,6-三甲基苯甲?；交趸?TPO)或(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure2959)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，步驟(C)在對步驟(B)制得的水凝膠進行清洗時，水凝膠將會進一步吸水溶脹。因此，在步驟(B)制得的水凝膠被放入去離子水洗滌之前，水凝膠中的含水量一般較低。在步驟(C)之后，也就是將步驟(B)制得的水凝膠放入去離子水洗滌之后，步驟(B)制得的水凝膠將會吸水膨脹，從而使制得的水凝膠最終產(chǎn)品的水凝膠的含水量最高可達95％。

示例1:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.75mL甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到如圖1所示的HEMA水凝膠。

示例2:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.05g的[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.7mL甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.70：0.05。

示例3:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.1g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.65mL甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量550)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮， Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.65：0.10。

示例4:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.15g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.6mL的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量1000)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.60：0.15。

示例5:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.2g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.55mL的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量20000)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.55：0.20。

示例6:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.25g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.5mL的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮， Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.50：0.25。

示例7:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.3g的[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL的去離子水，充分溶解。然后加入0.45mL的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.45：0.30。

示例8:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.4g的[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.35mL的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.35：0.40。

示例9:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.1g的[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL水，充分溶解然后加入0.65mL甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑2,4,6-三甲基苯甲?；交趸?TPO)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉 模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.65：0.10。

示例10:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.1g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.65mL甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量550)和7.5mg熱引發(fā)劑AIBN，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，以氮氣提前除去反應(yīng)混合物中的氧。再隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，室溫下反應(yīng)30-60分鐘，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.65：0.10。

示例11:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.1g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.65mL的聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGDMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.65：0.10。

示例12:水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.1g的羧基甜菜堿(CBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.65mL甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入0.75uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和7.5mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中， 每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.65：0.10。

示例13：水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.4g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.35mL的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入1.5uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和15mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.35：0.40。

示例14：水凝膠制備

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取0.4g的[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(SBMA)，加入1mL超聲20min后的去離子水，充分溶解。然后加入0.35mL的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，混合均勻，然后加入7.5uL交聯(lián)劑(聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子量330)和75mg光引發(fā)劑(2-羥基-4′-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，Irgacure2959)，均勻混合后，得到反應(yīng)混合物。隨后，將含有SBMA、HEMA、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的溶液(反應(yīng)混合物)注入密閉模具，紫外燈照射1h，引發(fā)自由基聚合和制備水凝膠。隨后，將模具和水凝膠一同放入去離子水中，每隔12h換一次水，記錄脫膠時間，脫膠后用去離子水反復(fù)沖洗并浸泡5天，得到的水凝膠中的HEMA與SBMA的質(zhì)量比為0.35：0.40。

示例15：含水量測定

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取干燥的EP管并稱重，質(zhì)量記為m。之后，分別取示例1、示例2、示例3、示例4、示例5、示例6、示例7和示例8中制得的水凝膠適量，用濾紙拭去表面游離水后，放入EP管中并稱重，記為m1。將取好的樣品在冷凍干燥機中冷凍干燥24h，取出并稱重，記為m2。水凝膠含水率可通過以下公式算得：

EWC％＝[(m1-m)-(m2-m)]/(m1-m)×100％

每組樣品測3個平行組，取算術(shù)平均值。

其中該檢測結(jié)果如附圖之圖2所示。

示例16：失水率測定

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，取干燥的EP管并稱重，質(zhì)量記為m。之后，分別取示例1、示例3和示例8中制得的水凝膠適量，用濾紙拭去表面游離水后，放入EP管中并稱重，記為m1。將加入樣品的EP管放入60℃烘箱中，以使水凝膠迅速失水，每隔10min取出EP管并稱重，記為m2。水凝膠失水率可通過以下公式獲得：

失水率(％)＝[(m1-m)-(m2-m)]/(m1-m)×100％

每組樣品測3個平行組，取算術(shù)平均值。其中該檢測結(jié)果如附圖之圖3所示。

示例17：透光率測定

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，分別將示例1、示例3和示例8中制得的水凝膠自水中取出，用擦鏡紙擦干表面的游離水，用酶標儀表征其光學(xué)透明性，得到OD值(X)，檢測波長可為400nm-650nm，實際測定為450nm。并通過以下公式計算透光率：

T＝10^(-X)×100％

其中該檢測結(jié)果如附圖之圖4所示。

示例18：損耗模量與儲能模量的流變性能測定

在室溫(優(yōu)選25℃)條件下，分別將示例1、示例3和示例8中制得的水凝膠自水中取出，飽和溶脹后，置于TA-AR-G2，用25mm，2.008°的錐形板對水凝膠進行剪切。設(shè)置剪切應(yīng)變0.1％到100％，剪切頻率為10rad/s，溫度為25℃，得到儲能模量G′與損耗模量G″。

其中該檢測結(jié)果如附圖之圖5所示。

示例19：抗蛋白吸附能力測定

用改進后的酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)的方法來測定水凝膠樣品對非特異性蛋白質(zhì)的吸附能力。模型蛋白質(zhì)是辣根過氧化物酶標記的羊抗人免疫球蛋白(HRP-IgG)，對照組為組織培養(yǎng)聚苯乙烯(TCPS)。加入HRP的底物鄰苯二胺后，鄰苯二胺被HRP催化成為有色產(chǎn)物，產(chǎn)物的量與HRP-IgG物質(zhì)的量直接相關(guān)，故可根據(jù)呈色的深淺進行定量分析。

首先，分別取示例1、示例3和示例8中制得的水凝膠適量，并將水凝膠樣品和TCPS片放入24孔板中，加入1μg/mL的HRP-IgG溶液1mL后，孵育1.5小時，隨后用PBS溶液沖洗5次，然后取出樣品放到新的孔中。加入1mL含0.03％過氧化氫和1mg/mL鄰苯二胺(OPD)的檸檬酸-磷酸緩沖液(0.1mol/L，pH值為5.0)。15分鐘后，加入等體積的1mol/L H₂SO₄終止酶活性。使用酶標儀在492nm處測定光密度值(OD值)。

其中該檢測結(jié)果如附圖之圖6所示。

示例20：抗菌吸附能力測定

使用滅毒的金黃色葡萄球菌作為模型細菌來檢測水凝膠的抗細菌粘附性能。首先，將金黃色葡萄球菌接種在無菌LB瓊脂平板上，37℃培養(yǎng)過夜。接著在37℃、200rpm條件下，在60mL含無菌LB培養(yǎng)基的燒瓶中培養(yǎng)單菌落(從初始培養(yǎng)物中獲得)12小時。然后將培養(yǎng)物倒入兩個50mL的離心管中，于4℃、4750rpm條件下離心20分鐘。棄去上清液，將細胞沉淀物再次懸浮于30mL的無菌PBS溶液中，洗滌細菌2次后通過紫外分光光度計將菌液濃度調(diào)整到1×10⁶/mL，用于測量細菌粘附的實驗。測定前，分別取示例3、示例5和示例8中制得的水凝膠適量，并分別浸泡在70％(體積分數(shù))乙醇中預(yù)處理5分鐘，隨后用PBS浸泡10分鐘。然后將水凝膠放置細菌懸浮液中吸附1小時，PBS溶液洗滌后進行革蘭氏染色。使用Nikon Ti-E系列顯微鏡在40倍鏡頭下直接觀察粘附結(jié)果。

其中該檢測結(jié)果如附圖之圖7所示。

根據(jù)上述示例1至示例20可知，向凝膠反應(yīng)混合物中加入較少的SBMA(或CBMA)的即可極大的改善HEMA水凝膠的透光率。且隨著SBMA的含量增加，材料的透光率明顯改善，儲能模量和損耗模量逐步下降，完全含水率也有明顯的提高，表明其潤滑度和透氧率均有明顯的改善。而蛋白吸附實驗和細菌實驗都表明了隨著SBMA的含量增加，材料的抗蛋白吸附和抗菌吸附也得到了明顯的提高。

本領(lǐng)域技術(shù)人員會明白附圖中所示的和以上所描述的本發(fā)明實施例僅是對本發(fā)明的示例而不是限制。

由此可以看到本發(fā)明目的可被充分有效完成。用于解釋本發(fā)明功能和結(jié)構(gòu)原理的該實施例已被充分說明和描述，且本發(fā)明不受基于這些實施例原理基礎(chǔ)上的改變的限制。因此，本發(fā)明包括涵蓋在附屬權(quán)利要求書要求范圍和精神之內(nèi)的所有修改。