本发明属于柔性生物材料，涉及一种荧光自愈合可注射水凝胶及其制备方法。
背景技术：
1、生物相容性自愈合可注射水凝胶在生物医学领域中应用前景广阔，其特点在于受到损伤后可自发地恢复结构和功能，从而显著提高作为智能柔性材料的性能。作为智能多功能生物材料，自愈合可注射水凝胶能够与微创介入治疗技术相结合，从而广泛应用于组织工程、药物/细胞递送和生物传感器等领域。自愈合可注射水凝胶的优势在于在注射器内原位成胶→在靶标部位注射凝胶→凝胶微粒自主愈合→在靶标部位重塑成型，改变了传统可注射水凝胶的流体操作方法，即将前体溶液装入注射器→在靶标部位注射溶液→在靶标部位成胶。同时，自愈合可注射水凝胶弥补了传统可注射水凝胶的诸多不足，如凝胶化前药物、细胞等因扩散而引起的丢失、难以控制凝胶化时间以及化学物质(如单体、引发剂等)的潜在毒性。尽管已经取得了诸多进展，然而，常规自愈合可注射水凝胶仍存在缺乏原位实时监测的功能，受限于埋植于体内后，难以进行无创监测和追踪。迄今为止，体内无创和追踪功能仍然是自愈合可注射水凝胶亟待解决的问题。
2、荧光监测技术具有快速响应、高灵敏度、高对比度和无创等优势，便于荧光水凝胶的实时监测。具有良好生物相容性的荧光水凝胶在生物医学领域备受关注，在生物医学平台中具有特定的应用，如生物成像和生物监测追踪等。将各种荧光物质(如镧系离子、有机染料、量子点、荧光蛋白和金属配体物等)偶联或掺杂至水凝胶基质中可赋予水凝胶荧光性能。然而，大多数荧光物质存在生物毒性、水溶性差且制备工艺繁琐等缺点，极大的限制了在生物医学领域中的实际应用。
3、多功能荧光自愈合可注射水凝胶在实时生物成像监测的生物医学平台中具有极大的应用潜力。尽管现有的策略着重于研发适用于生物医学领域的各种自愈合可注射水凝胶，但鲜有研究关注同时具有荧光性能、生物相容性和生物降解性的自愈可注射水凝胶在生物医学领域中的应用。荧光自愈合可注射水凝胶有望通过非侵入性方法在体内实时成像监测，而不干扰治疗的效果和安全性。但是，如何发展简便而有效的将生物相容性荧光物质固定于动态水凝胶三维网络结构中的策略，合成用于生物医学平台的荧光自愈合可注射水凝胶成为当下科研工作者亟需解决的主要问题。
4、因此，需要将生物安全性优异、操作简便的荧光物质与水凝胶结合，制备得到兼具优异荧光特性，以及多糖基动态水凝胶的功能(自愈合、可注射、生物相容性和生物可降解性等)的荧光自愈合可注射水凝胶，从而实现无创监测和追踪与微创介入治疗。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种荧光自愈合可注射水凝胶及其制备方法，从而解决现有技术中荧光物质生物安全性差、荧光效应差、自愈合可注射水凝胶缺乏原位实时监测功能的技术问题。
2、本发明是通过以下技术方案来实现：
3、一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将生物发光分子溶解在2-吗啡乙磺酸溶液中，然后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺，搅拌溶解得到混合溶液；将n-羧乙基壳聚糖的2-吗啡乙磺酸溶液加入所述混合溶液中，搅拌反应，得到生物发光分子/n-羧乙基壳聚糖聚合物；
5、s2：将含有所述生物发光分子/n-羧乙基壳聚糖聚合物的pbs溶液与含有氧化海藻酸钠的pbs溶液混合，制得所述荧光自愈合可注射水凝胶。
6、优选的，所述生物发光分子的制备具体为：将柠檬酸粉末和半胱氨酸混合均匀，加热反应，对产物进行洗涤后，进行重结晶，制得所述生物发光分子。
7、优选的，所述n-羧乙基壳聚糖通过壳聚糖与丙烯酸混合后反应制得；其中，壳聚糖与丙烯酸的混合溶液中，壳聚糖的浓度为5～10mm，丙烯酸的浓度为20～25mm。
8、优选的，所述壳聚糖的脱乙酰度为86％～88％，壳聚糖的分子量为2*105～3*105g/mol。
9、优选的，所述n-羧乙基壳聚糖的氨基取代度为48％～50％。
10、优选的，所述氧化海藻酸钠通过高碘酸钠与海藻酸钠混合后氧化制得；其中，高碘酸钠与海藻酸钠的混合溶液中，所述海藻酸钠的浓度为5.4*10-3～1.2*10-2g/ml，高碘酸钠的浓度为1.0*10-2～1.2*10-2g/ml。
11、优选的，所述海藻酸钠的粘度为350～400mpa.s。
12、优选的，所述氧化海藻酸钠的氧化度为48％～55％。
13、优选的，步骤s1中，将n-羧乙基壳聚糖的2-吗啡乙磺酸溶液加入所述混合溶液中之后，所述n-羧乙基壳聚糖的质量分数为1.5wt％～2.5wt％；步骤s2中，氧化海藻酸钠的pbs溶液中，氧化海藻酸钠的质量分数为0.5wt％～1.5wt％。
14、一种荧光自愈合可注射水凝胶，通过上述的方法制得。
15、现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
16、本发明使用共掺杂氮和硫(n，s-cds)碳点，具有显著的荧光特性，其主要成分5-氧代-3,5-二氢噻唑-3,2-吡啶-7-羧酸钠(tpcna)具有良好的生物相容性。本发明通过偶联反应将生物发光小分子修饰到n-羧乙基壳聚糖大分子链上，并通过可逆动态亚胺基将生物发光分子/n-羧乙基壳聚糖聚合物与氧化海藻酸钠原位交联，得到了本发明中的荧光自愈合可注射水凝胶。同时，本发明中，生物发光分子通过化学键合偶联与水凝胶结合，使荧光物质在水凝胶中的分散性更加均匀，有效避免了荧光猝灭。此荧光自愈合可注射水凝胶不仅具备多糖基动态水凝胶的自愈合、可注射、生物相容性和生物可降解性等功能，还具备光致发光性能带来的无创实时监测功能。本发明提供的荧光自愈合可注射水凝胶制备简便、反应条件温和、生物相容性优异，在微创介入治疗技术的生物显像领域应用前景巨大。
17、进一步的，所述生物发光分子的制备具体为：将柠檬酸粉末和半胱氨酸混合均匀，加热反应，对产物进行洗涤后，进行重结晶，制得所述生物发光分子，所得生物发光分子具有良好的细胞相容性和组织相容性。
18、进一步的，所述n-羧乙基壳聚糖通过壳聚糖与丙烯酸混合后反应制得，可使得壳聚糖的水溶性提高；其中，壳聚糖与丙烯酸的混合溶液中，壳聚糖的浓度为5～10mm，丙烯酸的浓度为20～25mm，可使得壳聚糖的接枝度满足使用需求。
19、进一步的，所述壳聚糖的脱乙酰度为86％～88％，壳聚糖的分子量为2*105～3*105g/mol，可使得壳聚糖粘度适中，且能够较好的形成水凝胶。
20、进一步的，所述n-羧乙基壳聚糖的氨基取代度为48％～50％，可使得壳聚糖水溶性提高的同时保留一定的氨基。
21、进一步的，所述氧化海藻酸钠通过高碘酸钠与海藻酸钠混合后氧化制得，可使得海藻酸钠分子上含有一定的醛基；其中，高碘酸钠与海藻酸钠的混合溶液中，所述海藻酸钠的浓度为5.4*10-3～1.2*10-2g/ml，高碘酸钠的浓度为1.0*10-2～1.2*10-2g/ml，可使得高碘酸钠只氧化海藻酸钠的部分羟基。
22、进一步的，所述海藻酸钠的粘度为350～400mpa.s，可使得海藻酸钠能够较好的形成水凝胶。
23、进一步的，所述氧化海藻酸钠的氧化度为48％～55％，可使得海藻酸钠上的醛基与壳聚糖上的氨基形成适量的亚胺键。
24、进一步的，步骤s1中，将n-羧乙基壳聚糖的2-吗啡乙磺酸溶液加入所述混合溶液中之后，所述n-羧乙基壳聚糖的质量分数为1.5wt％～2.5wt％，可使得壳聚糖能够较好的分散溶解；步骤s2中，氧化海藻酸钠的pbs溶液中，氧化海藻酸钠的质量分数为0.5wt％～1.5wt％，可使得氧化海藻酸钠粘度适中。
1.一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述生物发光分子的制备具体为：将柠檬酸粉末和半胱氨酸混合均匀，加热反应，对产物进行洗涤后，重结晶，制得所述生物发光分子。
3.根据权利要求1所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述n-羧乙基壳聚糖通过壳聚糖与丙烯酸混合后反应制得；其中，壳聚糖与丙烯酸的混合溶液中，壳聚糖的浓度为5～10mm，丙烯酸的浓度为20～25mm。
4.根据权利要求3所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的脱乙酰度为86％～88％，壳聚糖的分子量为2*105～3*105g/mol。
5.根据权利要求1所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述n-羧乙基壳聚糖的氨基取代度为48％～50％。
6.根据权利要求1所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述氧化海藻酸钠通过高碘酸钠与海藻酸钠混合后氧化制得；其中，高碘酸钠与海藻酸钠的混合溶液中，所述海藻酸钠的浓度为5.4*10-3～1.2*10-2g/ml，高碘酸钠的浓度为1.0*10-2～1.2*10-2g/ml。
7.根据权利要求6所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠的粘度为350～400mpa.s。
8.根据权利要求1所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，所述氧化海藻酸钠的氧化度为48％～55％。
9.根据权利要求1所述的一种荧光自愈合可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤s1中，将n-羧乙基壳聚糖的2-吗啡乙磺酸溶液加入所述混合溶液中之后，所述n-羧乙基壳聚糖的质量分数为1.5wt％～2.5wt％；步骤s2中，氧化海藻酸钠的pbs溶液中，氧化海藻酸钠的质量分数为0.5wt％～1.5wt％。
10.一种荧光自愈合可注射水凝胶，其特征在于，通过权利要求1～9中任意一项所述的方法制得。
