CN111905152B - 具有自愈合特性的硅基生物活性玻璃复合水凝胶及其制备方法与其在心肌修复中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有自愈合特性的硅基生物活性玻璃复合水凝胶及其制备方法与其在心肌修复中的应用。所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶具有由含有醛基的高分子材料和含有氨基的高分子材料通过醛基与氨基发生席夫碱反应形成亚胺键进而构成的交联凝胶网络、以及硅基生物活性玻璃均匀分散在所述凝胶网络的复合凝胶结构；所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶中，含有醛基的高分子材料、含有氨基的高分子材料和硅基生物活性玻璃的质量百分比分别为1~10%、1~10%和0.1~1.0%。

Description

具有自愈合特性的硅基生物活性玻璃复合水凝胶及其制备方 法与其在心肌修复中的应用

技术领域

本发明涉及生物医学、材料技术、心肌修复以及医疗器械领域，具体涉及一种用于治疗心肌损伤的硅基生物活性玻璃复合水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

心血管疾病是目前全球范围人类死亡的最主要疾病之一。世界卫生组织(WHO)报道，尽管近年来医疗技术和医疗质量已得到明显的提升，2012年全球仍有1750万人死于心血管疾病，占死亡总人数的31％，远超过其它单病种死亡人数，甚至超过各类癌症的死亡人数总和。根据国家心血管系统疾病研究中心发布的《中国心血管系统疾病报告2014》，2013年仅急性心肌梗死患者的住院总费用高达114.7亿元。心血管系统疾病消耗巨大的医疗资源并给社会带来的负担日益加重，已成为一项重大的公共卫生问题。因此，探索有效的新方法以修复受损心血管和心肌组织并重建心脏功能已成为亟待解决的难题。

干细胞疗法被认为是治疗心梗的一种有效方法。干细胞对心梗之后的心肌细胞修复主要通过以下两种机理进行：一种机理认为干细胞可以直接分化为心肌细胞；另一种机理认为，干细胞通过旁分泌作用分泌对治疗心梗有益的分子从而对心肌细胞进行修复。干细胞心肌表型的提高，可以改善干细胞疗法治疗心梗的疗效。此外，干细胞可以分泌多种有益的旁分泌因子，来提高受损的心脏修复效果。众多研究表明，提高干细胞的旁分泌作用，可以显著提高干细胞疗法治疗心梗的疗效。但是，由于干细胞与心肌细胞的相互作用较弱，缺乏足够细胞间的交流，导致干细胞的心肌表型发展和旁分泌作用不足，限制了干细胞疗法的效果。

为了提高干细胞疗法治疗心梗的效率，多种生物材料被用来向心梗部位传输干细胞。水凝胶作为一种含水量高的高分子材料在心肌干细胞疗法中具有广泛应用，它能够在干细胞注射到目标组织以后对其进行保护。考虑到心脏是一个不断跳动的器官，具有自愈合功能的水凝胶可以在心脏频繁振动的环境当中具有更长的使用寿命。

硅基生物活性玻璃具有良好的生物活性，能在体内抑制炎症并促进成血管分化，其释放的离子能够刺激细胞分泌血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)等生长因子来刺激内皮细胞等细胞增殖和分化，从而促进血管再生，并且可以显著促进干细胞在体外的增殖和迁移，提高缺血性心肌组织中心肌细胞的活力以及细胞间的相互交流，对于改善心肌梗塞部位的状况具有良好的效果。

中国发明专利CN107115562A公布了一种可用于心肌修复的可注射水凝胶，主要成分为生物活性玻璃、海藻酸钠和葡萄糖酸内酯。该水凝胶是基于葡萄糖酸内酯促使生物活性玻璃释放钙离子与海藻酸中的羧基络合成胶，且水凝胶通过物理的静电结合因而不具有自愈合性。另外，该专利仅验证了上述复合水凝胶可用来填充心肌缺损的部位起到支撑作用并促进受损心肌成血管化，在受损心肌部位未验证其在干细胞疗法中的效果。

中国发明专利CN106267364A公布了一种海藻酸/PEDOT导电多孔支架，可以通过电刺激促进棕色脂肪干细胞向心肌细胞方向分化，但是这种方法需要额外施加电刺激，操作复杂，不利于临床实际操作。

中国专利CN109503863A公布了一种壳聚糖基温敏水凝胶负载脐带间充质干细胞(UCMSCs)应用于心肌梗塞的心脏损伤修复，但是这种水凝胶具有温敏特性，需要在冰浴混合，体温成胶，操作复杂，并且成胶时间相对太短(约3分钟)，不利于用于心肌修复的可注射水凝胶的临床使用。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于心肌修复的可注射水凝胶，该水凝胶可以提高细胞活性，改善其负载的干细胞与心肌细胞的相互作用，从而促进心肌梗死部位的心肌修复。

为实现上述目的，本发明提供一种硅基生物活性玻璃复合水凝胶。所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶具有由含有醛基的高分子材料和含有氨基的高分子材料通过醛基与氨基发生席夫碱反应形成亚胺键进而构成的交联凝胶网络、以及硅基生物活性玻璃均匀分散在所述凝胶网络的复合凝胶结构。

硅基生物活性玻璃在上述结构的复合水凝胶中发挥了多重作用。

首先，硅基生物活性玻璃能够调控复合水凝胶的可注射性和成胶时间。硅基生物活性玻璃与水(例如缓冲溶液中的水)发生快速离子交换并创造碱性微环境。生物活性玻璃通过发生如下反应产生碱性：生物活性玻璃中的Na⁺首先从玻璃表面溶出，迅速与体液中的H⁺或H₃O⁺进行交换，从而使溶液中的OH—浓度升高，造成碱性增强。另外，由于Na⁺从硅氧四面体的网络结构中释放出来，造成硅氧网络结构的破坏，在表面形成硅羟基(Si-OH)；接着表层的Si-O-Si与H₂O作用发生断裂，进一步增加溶液中的OH—浓度。上述硅基生物活性玻璃产生的碱性微环境能够调控基于醛基和氨基的席夫碱反应进而调控成胶时间。醛基和氨基的席夫碱反应具有pH敏感性，在一定的碱性范围(8-11)内，化学反应速率会随着pH的升高而加快。因此本发明可以通过改变加入的生物活性玻璃的含量来控制pH变化进而实现调控成胶时间的目的。

其次，硅基生物活性玻璃能够调控复合水凝胶的自愈合性。席夫碱结构是由醛基和氨基通过缩合反应形成，通过脱水和水解过程，席夫碱形成的化学键处于动态可逆平衡，这为水凝胶的自愈合性能提供了基础。没有加入生物活性玻璃的水凝胶，其具有一定的自愈合性，但是自愈合的效率比较低；而加入生物活性玻璃后，由于其能够持续降解并维持整个体系的碱性微环境，使得水凝胶的自愈合效率大大提高。

值得注意的是，如果仅采用碱性缓冲溶液创造碱性微环境，由于水凝胶的降解产物(例如醛基聚谷氨酸和2-羟基丙酸改性壳聚糖的降解产物)为酸性，整个溶液体系的pH呈现下降的趋势，这不利于增强基于亚胺键水凝胶的自愈合性。如果加入强碱性缓冲液，使整个体系一直处于碱性状态，则会导致成胶过快，可调控的成胶时间范围很窄，并且会影响水凝胶的自愈合性。而加入生物活性玻璃后，由于其能够持续降解维持整个体系的碱性环境，所以效果要远远好于仅采用碱性缓冲溶液。

另外，硅基生物活性玻璃复合水凝胶释放的生物活性离子能够调控心肌细胞/干细胞之间的相互作用，提高干细胞在缺氧条件下抑制心肌细胞凋亡的能力。

所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶中，含有醛基的高分子材料、含有氨基的高分子材料和硅基生物活性玻璃的质量比分别为1～10％、1～10％和0.1～1.0％。以复合水凝胶所有原料的质量百分比之和为100％计，余量为缓冲溶液。如果硅基生物活性玻璃的质量百分比超过1.0％，会造成体系碱性太强，进而使得部分原料例如改性壳聚糖析出。

较佳地，所述硅基生物活性玻璃是含有CaO、SiO₂、Na₂O和P₂O₅的无机硅基生物活性玻璃。硅基生物活性玻璃在有水环境中产生碱性，可以促进席夫碱反应的发生。而其他的生物玻璃，如磷酸盐玻璃不能够提供碱性环境，所以不适用于本发明。并且，硅基生物活性玻璃在降解过程中会释放具有促进成血管活性的硅离子并维持干细胞活性，而其他的生物活性玻璃不具有该活性。

较佳地，硅基生物活性玻璃中，按质量计，CaO的含量为10％～60％，P₂O₅的含量为3～20％，SiO₂的含量为40～80％，Na₂O的含量为10～60％。

较佳地，所述含有醛基的高分子材料包括高碘酸氧化的海藻酸钠、高碘酸氧化的葡聚糖、高碘酸氧化的透明质酸、醛基化改性的聚谷氨酸。

较佳地，所述含有氨基的高分子材料包括2-羟基丙酸改性的壳聚糖、聚赖氨酸。由于未改性的壳聚糖只能溶于酸性溶液，而席夫碱反应需要在碱性条件下发生，因此未经改性的壳聚糖不能实现本发明的效果。

较佳地，所述硅基生物活性玻璃中掺杂有钾、锂、镁、硼、锌、铜和锶中至少一种，掺杂量为1～20wt％。

较佳地，所述硅基生物活性玻璃的粒径小于100μm，优选为1～10μm。

较佳地，所述醛基和氨基的摩尔比为1：3～3：1。将醛基和氨基的摩尔比控制在上述比例，有利于发生席夫碱反应并形成足够的交联位点从而形成稳定的水凝胶网络，超出此范围，则不利于形成水凝胶。

席夫碱反应是氨基和醛基之间生成亚胺键的化学反应，其可以对pH产生响应，在高pH环境下席夫碱反应会朝着亚胺键形成的方向移动。基于这个特点，本发明选用席夫碱反应作为水凝胶网络的交联位点，硅基生物活性玻璃在水环境中会发生快速的离子释放并造成pH微环境升高，因而可以通过改变加入生物活性玻璃的含量来控制pH变化从而达到调控成胶时间的目的。较佳地，所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶的成胶时间为4min以上，优选为4～20min，更优选为8-20min。本发明的凝胶产品成胶时间得以显著延长，这样可以避免成胶时间过快，造成来不及包裹细胞并且不利于手术前的准备操作。另外，本发明还可以避免成胶太慢使得水凝胶注入体内没有及时成胶造成水凝胶溃散和不利于干细胞驻留。

第二方面，本发明还提供上述任一项硅基生物活性玻璃复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含有醛基的高分子材料溶于pH 5.0～8.0的缓冲溶液，获得含有醛基的高分子材料质量体积分数(g/mL)为1％～10％的溶液A；

(2)将含有氨基的高分子材料溶于pH 5.0～8.0的缓冲溶液，获得含有氨基的高分子材料质量体积分数(g/mL)为1％～10％的溶液B；

(3)将溶液A和溶液B以体积比1：3～3：1混合，然后加入硅基生物活性玻璃粉体，形成硅基生物活性玻璃复合水凝胶。

上述缓冲溶液包括但不限于一定pH范围内的磷酸(磷酸盐)、柠檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、Tris(三羟甲基氨基甲烷)溶液。只要缓冲溶液满足pH范围在5.0～8.0即可实现本发明。具体实施方式中使用磷酸盐缓冲溶液(PBS缓冲溶液)。

第三方面，本发明还提供上述任一项所述的具有自愈合特性的硅基生物活性玻璃复合水凝胶在心肌修复中的应用，尤其是硅基生物活性玻璃复合水凝胶负载干细胞对心梗后受损心肌细胞修复中的应用。

附图说明

图1是不同硅基生物活性玻璃质量分数的复合水凝胶的成胶时间；

图2是体现复合水凝胶自愈合性能的示意图；

图3是经过不同方法治疗后小鼠的心脏超声波心动图；其中，Sham指的是只开胸不对心脏进行心梗处理，AMI指的是开胸并制造心梗不进行治疗，MSC指的是开胸并制造心梗只注射MSC进行治疗，Gel+MSC指的是开胸并制造心梗，采用该复合水凝胶包裹MSC进行治疗；

图4包裹MSCs的BG/γ-PGA/CS水凝胶提高心脏功能；(a)是左室舒张末期内径，(b)是左室收缩末期内径，(c)是左心室短轴缩短指数，(d)是左室射血分数；

图5是不同硅基生物活性玻璃质量分数的复合水凝胶的愈合效率。

具体实施方式

以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

以下示例性说明本发明所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶的制备方法。

将含有醛基的高分子材料溶于pH 5.0～8.0的磷酸盐缓冲溶液，获得含有醛基的高分子材料质量体积分数为1％～10％的溶液A。含有醛基的高分子材料包括高碘酸氧化的海藻酸钠、高碘酸氧化的葡聚糖、高碘酸氧化的透明质酸、醛基化改性的聚谷氨酸。优选为醛基化改性的聚谷氨酸。原因是：多糖类物质包括葡聚糖、壳聚糖等的细胞粘附性通常比较差，与聚谷氨酸复合后，复合材料具有更高的亲水性，有利于吸附蛋白，从而有利于细胞粘附。

将含有氨基的高分子材料溶于pH 5.0～8.0的磷酸盐缓冲溶液，获得含有氨基的高分子材料质量体积分数为1％～10％的溶液B。所述含有氨基的高分子材料包括2-羟基丙酸改性的壳聚糖、聚赖氨酸。优选为2-羟基丙酸改性的壳聚糖。其他改性的壳聚糖产品(比如羧甲基壳聚糖和羟丙基壳聚糖)，虽然分子结构中也具有氨基，但是由于氨基的位点反应活性低，与含有醛基的高分子材料不能形成水凝胶。

将溶液A和溶液B等比例(体积比例)混合。然后加入硅基生物活性玻璃粉体混合成胶。硅基生物活性玻璃中，按质量计，CaO的含量为10％～60％，P₂O₅的含量为3～20％，SiO₂的含量为40～80％，Na₂O的含量为10～60％。

本发明水凝胶是基于席夫碱反应作为水凝胶网络的交联位点，硅基生物活性玻璃在水环境中会发生快速的离子释放并造成pH微环境升高，可以通过改变加入生物活性玻璃的含量来控制pH变化从而达到调控成胶时间的目的。具体在实施方式中，通过控制复合水凝胶中硅基生物活性玻璃的质量百分比实现调控复合水凝胶的成胶时间。优选地，当硅基生物活性玻璃的质量百分比为0.125-0.375％时，复合水凝胶的成胶时间为8.2-19min。

上述复合水凝胶中，硅基生物活性玻璃的粒径小于100μm，优选为1～10μm。生物玻璃粒径在上述范围内，可以容易地与高分子溶液混合均匀。同时粒径细小的硅基生物活性玻璃不容易堵塞针头(例如具体实施方式中使用23号针头)，便于注射。

本发明的水凝胶体系是基于氨基和醛基作为水凝胶网络的交联位点，硅基生物活性玻璃在水环境中会发生快速的离子释放并造成体系微环境pH升高，从而使得氨基和醛基向亚胺键形成的方向移动，进而形成交联网络。因此三者之间对于水凝胶的形成是具有协同作用的关系。在本发明提供的上述硅基生物活性玻璃复合水凝胶中，含有醛基的高分子材料、含有氨基的高分子材料和硅基生物活性玻璃的质量比为(1～10％)：(1～10％)：(0.1～1.0％)。其中，硅基生物活性玻璃以颗粒状均匀分散在该交联网络。

本发明的上述硅基生物活性玻璃复合水凝胶为可注射水凝胶，在室温下为液态，可通过针头直接注射入人体。本发明的水凝胶不具有温敏特性，即在室温下也可成胶。并且成胶时间可以根据加入生物活性玻璃的含量可调。

以下实施例中使用的PBS溶液来源不受限制，既可以通过市售得到，也可自制得到。例如，PBS缓冲溶液的配制方法为：首先配制0.2M的磷酸二氢钠水溶液(A液)，再配制0.2M的磷酸氢二钠水溶液(B液)，取39毫升的A液和61毫升的B液定容到200毫升，即得到0.1M的PBS溶液。

实施例1

1.γ-PGA(聚谷氨酸)的醛基化改性：将0.30gγ-PGA粉末溶解在60mL去离子水中，搅拌使完全溶解。然后，加入0.42g氨基丙二醇和0.31g N-羟基琥珀酰亚胺。充分溶解以后用0.1M NaOH溶液或者0.1M HCl溶液，将pH调节到4.0。然后，加入0.89g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，在室温下反应24h。倒入透析袋(截留分子量30000Da)中透析3天，获得氨基丙二醇改性的γ-PGA溶液。然后，在避光条件下，加入0.02g高碘酸钠，反应5min，加入过量乙二醇终止。最后，将获得的醛基改性的γ-PGA溶液倒入透析袋(截留分子量30000Da)中透析3天，每天换水2次，冷冻干燥后获得醛基化改性的γ-PGA，并将其利用PBS溶液配成质量分数5％的溶液。

2.提高壳聚糖水溶性的改性：将0.3g粉末状壳聚糖和1.0g 2-羟基丙酸加入到100mL去离子水中，充分溶解。然后，加入0.42g N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌溶解。用0.1M NaOH溶液将pH调节至5.0-5.5，加入0.60g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，反应时间12h。充分溶解以后用0.1M NaOH溶液或者0.1M HCl溶液，将pH调节到4.0。然后，加入1.41g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，在室温下反应24h。最后，将产物加到透析袋(截留分子量30000Da)中透析3天，每天换水2次，冷冻干燥后获得2-羟基丙酸改性的壳聚糖，并将其利用PBS溶液配成质量分数5％的溶液。

3.复合水凝胶的制备：将5％醛基化改性的γ-PGA的溶液和5％2-羟基丙酸改性的壳聚糖的溶液等体积比混合，然后加入硅基生物活性玻璃，利用生物活性玻璃创造的碱性，刺激醛基化改性的γ-PGA和2-羟基丙酸改性的壳聚糖发生席夫碱反应，形成生物活性玻璃复合水凝胶凝胶。从图1可以看出，生物活性玻璃的质量分数分别为0.125％、0.250％、0.375％、0.500％和0.625％时，成胶时间分别为19min、13min、8.2min、5.4min、4.6min，成胶时间随着生物玻璃含量的增加而降低。

实施例2

将5％醛基化改性的γ-PGA的溶液和5％2-羟基丙酸改性的壳聚糖的溶液进行等体积比例混合，加入质量分数为1.00％的生物活性玻璃制成生物玻璃复合水凝胶。该复合水凝胶的成胶时间为3min。平行制备两份复合水凝胶，其中一份用染料染成绿色。然后，将两份水凝胶对半切开，互换以后，重新拼接在一起。5min以后，水凝胶能够稳定地拼接在一起，用力拉扯拼接的界面也不会断裂。这是因为：席夫碱结构是由醛基和氨基通过缩合反应形成，通过脱水和水解过程，席夫碱形成的化学键是处于动态可逆平衡，这也就为水凝胶的自愈合性能提供基础。加入硅基生物活性玻璃后，由于硅基生物活性玻璃能够通过生物玻璃颗粒缓释碱性离子持续降解维持整个体系的碱性微环境，复合水凝胶自愈合效率大大提高。

实施例3

将5％醛基化改性的γ-PGA的溶液和5％2-羟基丙酸改性的壳聚糖的溶液进行等体积比例混合，加入质量分数为0.500％的生物活性玻璃制成生物玻璃复合水凝胶。

所用的干细胞为人骨髓间充质干细胞(hBMSCs，Cyagen Biosciences)，培养所用的培养基为厂家配套的Cyagen成人骨髓间质干细胞完全培养基。培养条件为37℃的恒温培养箱，气氛环境为5％CO₂，培养基更换的频率为3天/次。当细胞的密度达到80.0％的时候，去除培养基，并用PBS冲洗，然后消化、离心，传代继续培养。取第3代至第8代MSCs用于实验研究。

将左降前支结扎过的小鼠随机分为3组，即：心梗组(AMI组)、MSC治疗组(MSC组)和水凝胶包裹MSC治疗组(Gel+MSC组)。每组都有5只小鼠，它们在治疗前心脏功能没有显著差异。对于MSC组，通过使用注射器在其心脏的心梗周边区，注射含1×10⁶个MSC细胞的30μl的PBS溶液。对于Gel+MSC组，用同样的方式在心梗周边区，注射含1×10⁶个MSC细胞的30μl复合水凝胶。Sham指的是只开胸不对心脏进行心梗处理，作为对照。

为了考察BG/γ-PGA/CS水凝胶及其包裹的MSCs对心梗发生后心脏功能的作用，我们首先通过心脏超声评估小鼠的心脏功能。如图3所示，在经历了左降前支结扎以及不同方法的治疗以后，小鼠的心脏超声有了非常明显的变化。

通过对心脏超声数据分析，从图4可以看出，心梗28天以后，对照的心梗组小鼠心脏射血分数与Sham组相比，出现了显著降低，降至20％以下。这说明，左降前支结扎以后，小鼠心脏功能发生了严重的损伤。与此同时，心梗以后，单独注射MSCs治疗的小鼠，心脏的射血分数对比AMI组有了一定提高。这说明，单独注射MSCs能在一定程度上提高心脏功能。心梗以后，给小鼠注射BG/γ-PGA/CS水凝胶包裹的MSCs治疗，小鼠心脏的射血分数提高至40％以上，虽然与Sham组相比，还有差异，但是比AMI组和MSC组都有显著地提高。这说明，BG/γ-PGA/CS水凝胶能够有效提高MSCs改善心脏功能的效率。

结果表明，本发明所制备的硅基生物活性玻璃复合水凝胶能够有效提高干细胞治疗损伤心肌的效率。

对比例1

与实施例1基本相同，区别仅在于：复合水凝胶中没有添加硅基生物活性玻璃。

对不加生物活性玻璃、加入0.25％和0.50％生物活性玻璃进行应变循环测定，计算得到愈合效率如图5所示。愈合效率的计算方式如下：在角频率10rad/s的条件下对复合水凝胶进行应变循环测定，在小应变条件下(小应变使得存储模量大于损耗模量，且存储模量和损耗模量都保持稳定的实验条件)，测定一个稳定的存储模量(G1)；之后施加一个大应变，使得损耗模量大于存储模量，凝胶结构破坏；当大应变去除，在小应变条件下(使得存储模量大于损耗模量，且存储模量和损耗模量都保持稳定的实验条件)，再次测定一个稳定的存储模量(G2)；愈合效率的计算公式为：愈合效率＝G2/G1×100％。可以看出加入生物玻璃后，复合水凝胶的愈合效率大大提高，说明生物活性玻璃对于水凝胶的自愈合性能起到了重要的作用。

Claims (6)

1.一种具有自愈合特性的硅基生物活性玻璃复合水凝胶，其特征在于，所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶具有由含有醛基的高分子材料和含有氨基的高分子材料通过醛基与氨基发生席夫碱反应形成亚胺键进而构成的交联凝胶网络、以及硅基生物活性玻璃均匀分散在所述凝胶网络的复合凝胶结构；所述含有醛基的高分子材料为醛基化改性的聚谷氨酸；所述含有氨基的高分子材料为2-羟基丙酸改性的壳聚糖；

所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶中，含有醛基的高分子材料、含有氨基的高分子材料和硅基生物活性玻璃的质量百分比分别为1～10%、1～10%和0.125～0.250%；硅基生物活性玻璃产生的碱性微环境能够调控基于醛基和氨基的席夫碱反应进而控制硅基生物活性玻璃的含量来调控成胶时间；所述醛基和氨基的摩尔比为1：3～3：1；所述硅基生物活性玻璃复合水凝胶的成胶时间为13～19min。

2.根据权利要求1所述的硅基生物活性玻璃复合水凝胶，其特征在于，所述硅基生物活性玻璃是含有CaO、SiO₂、Na₂O和P₂O₅的无机硅基生物活性玻璃，其中按质量计，CaO的含量为10%～60%，P₂O₅的含量为3～20%，SiO₂的含量为40～80%，Na₂O的含量为10～60%。

3.根据权利要求1所述的硅基生物活性玻璃复合水凝胶，其特征在于，所述硅基生物活性玻璃中掺杂有钾、锂、镁、硼、锌、铜和锶中至少一种，掺杂量为1~20wt%。

4.根据权利要求1所述的硅基生物活性玻璃复合水凝胶，其特征在于，所述硅基生物活性玻璃的粒径小于100μm。

5.根据权利要求4所述的硅基生物活性玻璃复合水凝胶，其特征在于，所述硅基生物活性玻璃的粒径为1～10μm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的硅基生物活性玻璃复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将含有醛基的高分子材料溶于pH 5.0~8.0的缓冲溶液，获得含有醛基的高分子材料质量体积分数(g/mL)为1%~10%的溶液A；

（2）将含有氨基的高分子材料溶于pH 5.0~8.0的缓冲溶液，获得含有氨基的高分子材料质量体积分数(g/mL)为1%~10%的溶液B；

（3）将溶液A和溶液B以体积比1：3～3：1混合，然后加入硅基生物活性玻璃粉体，充分混匀以形成硅基生物活性玻璃复合水凝胶。

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