一种镁基复合凝胶材料、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及皮肤缺损修复技术领域，尤其涉及一种镁基复合凝胶材料、制备方法及应用。

背景技术

作为人体最大的器官，皮肤极易受到各种理化因素的破坏，导致皮肤缺损修复困难，发生感染坏死等并发症。对于皮肤缺损的治疗，目前的主要治疗方法主要是自体皮片、自体皮瓣移植等。但自体皮肤移植存在取材受限、加大患者手术风险与造成取材部位损伤的缺点。人工组织修复材料是基于生物医学和材料科学的原理及技术，在体外制备具有生物活性的材料，达到促进缺损组织修复的目的。基于此，良好的人工皮肤修复材料具备价格低廉、机械性能接近天然皮肤和高生物活性等优点，具有非常良好的发展前景。无机金属离子和有机配体可以通过配位键组成金属有机复合物，已被开发并广泛应用于各个领域，包括化学、能源和生物医学。金属有机复合物的特性为开发新型功能性生物材料提供了灵感。作为人体必需的微量元素之一，镁离子已被证明可促进血管内皮生长因子(VEGF)和细胞因子的释放，从而促进内皮细胞增殖和血管生成。此外，单宁酸离子在抑制炎症反应，抗氧化中起着至关重要的作用，在组织修复中具有很大应用潜力。由镁离子和有机成分单宁酸构建的镁基纳米棒(TAMg)可以提高单宁酸和镁两种成分的生物相容性，增加其生物活性，以便于更好的促进组织修复。同时，TAMg易于进行表面修饰以及制备复合水凝胶材料，有助于实现离子的梯度释放，促进皮肤伤口愈合。此外，TAMg释放的单宁酸可以作为交联剂，提高支架材料内部的结构稳定性，通过形成交联结构改善材料的力学性能。

甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)水凝胶(Gel)由于具有快速光固化和良好的生物相容性能被广泛应用于制备复合生物材料。然而支架的孔隙率、内部联通性、力学性能、生物活性等对于细胞的生长分化具有重要作用。以往通过复合多种有机无机成分以强化水凝胶的理化性质，如单纯添加各种金属离子、生长因子等，虽然能一定程度增强复合支架的力学性能和并赋予其生物活性，但会明显影响水凝胶支架的综合性能，限制其生物学上的应用。

目前，针对相关技术中存在的生物相容性差、力学性能差、生物活性低、皮肤缺损修复慢等问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术中的不足，提供一种镁基复合凝胶材料、制备方法及应用，以至少解决相关技术中生物相容性差、力学性能差、生物活性低、皮肤缺损修复慢的问题。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

将镁盐和多酚类化合物溶解于水溶液，并进行混合，以形成混合溶液；

对所述混合溶液进行离心，以获得初始产物；

对所述初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物；

(二)凝胶前驱体的制备

将凝胶溶解于磷酸盐缓冲液，并进行混合，以获得凝胶前驱体；

(三)镁基复合凝胶材料的制备

将所述镁基复合物与所述凝胶前驱体混合，以形成初始混合物；

对所述初始混合物进行光固化，以获得镁基复合凝胶材料。

在其中的一些实施例中，在(一)镁基复合物的制备中：

所述镁盐与所述多酚类化合物的摩尔比为1～4：1；和/或

所述镁盐为无机镁盐，包括氯化镁、碳酸镁、硅酸镁中的至少一种；和/或

所述多酚类化合物单宁酸；和/或

所述混合溶液的pH为7.0～8.0；和/或

混合时间为20min～60min；和/或

混合温度为35℃～40℃；和/或

混合方法包括搅拌方法、涡旋振荡方法、超声方法；和/或

离心速度为6000rpm～8000rpm。

在其中的一些实施例中，在(一)镁基复合物的制备中，还包括：

对所述初始产物进行洗涤，以去除杂质。

在其中的一些实施例中，在(一)镁基复合物的制备中：

采用去离子水对所述初始产物进行洗涤；和/或

采用无水乙醇对所述初始产物进行洗涤。

在其中的一些实施例中，在(二)凝胶前驱体的制备中：

将凝胶和光引发剂溶解于磷酸盐缓冲液，并进行混合，以获得凝胶前驱体；和/或

所述凝胶前驱体的浓度为4％～8％；和/或

混合时间为30min～210min；和/或

混合温度为35℃～40℃；和/或

混合方法包括搅拌方法、涡旋振荡方法、超声方法。

在其中的一些实施例中，在(三)镁基复合凝胶材料的制备中：

采用405nm紫外光对所述初始混合物进行光固化；和/或

光固化时间为20s～120s；和/或

所述镁基复合凝胶材料的浓度为6％～20％。

在其中的一些实施例中，包括：

(一)镁基复合物的制备

将镁盐和多酚类化合物溶解于水溶液，调节溶液的pH为7.0～8.0，在温度为35℃～40℃下混合20min～60min，以形成混合溶液，其中，所述镁盐和所述多酚类化合物的摩尔比为1～4：1，混合方法包括搅拌方法、涡旋振荡方法、超声方法；

对所述混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

采用去离子水和/或无水乙醇对所述初始产物进行洗涤，以去除杂质；

对洗涤后的所述初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物；

(二)凝胶前驱体的制备

将凝胶溶解于磷酸盐缓冲液，在温度为35℃～40℃下混合30min～210min，以获得凝胶前驱体，其中，所述凝胶前驱体的浓度为4％～8％，混合方法包括搅拌方法、涡旋振荡方法、超声方法；

(三)镁基复合凝胶材料的制备

将所述镁基复合物与所述凝胶前驱体混合，以形成初始混合物；

采用405nm紫外光对所述初始混合物进行光固化，光固化时间为20s～120s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，所述镁基复合凝胶材料的浓度为6％～20％。

在其中的一些实施例中，包括：

(一)镁基复合物的制备

将氯化镁和单宁酸溶解于水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下搅拌混合30min，以形成混合溶液，其中，所述镁盐和所述多酚类化合物的摩尔比为4：1；

对所述混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

采用去离子水和无水乙醇分别对所述初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对所述初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对所述初始产物洗涤三次；

对洗涤后的所述初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物，其中，所述镁基复合物呈三维棒状；

(二)凝胶前驱体的制备

将凝胶溶解于磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下搅拌混合120min～180min，以获得凝胶前驱体，其中，所述凝胶前驱体的浓度为6％；

(三)镁基复合凝胶材料的制备

将所述镁基复合物与所述凝胶前驱体混合，以形成初始混合物；

采用405nm紫外光对所述初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，所述镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

第二方面，本发明提供一种镁基复合凝胶材料，由第一方面的制备方法制备得到。

第三方面，本发明提供一种如第二方面所述的镁基复合凝胶材料在修复皮肤缺损的应用。

相比于相关技术，本申请实施例提供的一种镁基复合凝胶材料、制备方法及应用，具有可调的机械性能和良好的生物相容性，可明显促进细胞增殖和血管内皮细胞的体外血管形成，在皮肤修复中也表现了巨大的促组织修复潜力。由于充分整合了镁离子和单宁酸的生物活性，在促血管再生，抗炎中具有重要作用，有利于组织缺损快速恢复血供，加速组织修复。镁基复合材料和水凝胶的充分整合还可以实现材料内部生物活性物质的缓慢释放，从而避免快速代谢，避免过度释放所导致的生物毒性，提高物质的持久活性，充分发挥促组织修复潜力。。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1a是本发明的镁基复合凝胶材料的扫描电镜图；

图1b是本发明的镁基复合凝胶材料的元素扫描图；

图2是氯化镁和单宁酸在pH＝7.0水热体系中制备的产物扫描电镜图以及元素扫描图；

图3是氯化镁和单宁酸在pH＝7.5水热体系中制备的产物扫描电镜图以及元素扫描图；

图4a是氯化镁和单宁酸在pH＝8.0水热体系中制备的产物扫描电镜图以及元素扫描图；

图4b是氯化镁和单宁酸在pH＝8.0水热体系中所制备的镁基纳米棒的粒径分布图；

图5是Gel水凝胶和Gel@TAMg复合水凝胶的力学性能，其中，Gel水凝胶和复合水凝胶压缩实验(A)、杨氏模量(B)、抗疲劳实验(C，D)；

图6是Gel@TAMg复合水凝胶支架浸提液体外血管形成检测，其中，A)对照组血管内皮细胞血管形成情况、B)镁基复合水凝胶血管内皮细胞血管形成情况；

图7是Gel@TAMg复合水凝胶浸提液促进成纤维细胞NIH/3T3增殖情况(*代表p<0.05)；

图8是Gel@TAMg复合水凝胶支架促进皮肤修复效果检测，其中，A.不同处理方式处理皮肤缺损后，3d，7d，10d皮肤缺损愈合情况；B.不同时间两组皮肤缺损修复面积百分比(*代表p<0.05，**代表p<0.01)。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

实施例1

本实施例为本发明的示意性实施例，涉及镁基复合凝胶材料、制备方法及其应用。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将镁盐和多酚类化合物溶解于水溶液，并进行混合，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，以获得初始产物；

步骤S108、对初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物；

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将凝胶溶解于磷酸盐缓冲液，并进行混合，以获得凝胶前驱体；

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将镁基复合物与凝胶前驱体混合，以形成初始混合物；

步骤S304、对初始混合物进行光固化，以获得镁基复合凝胶材料。

其中，在(一)镁基复合物的制备中：

其中，在步骤S102中：

镁盐与多酚类化合物的摩尔比为1～4：1；

混合溶液的pH为7.0～8.0；

混合时间为20min～60min；

混合温度为35℃～40℃；

混合方法包括搅拌方法、涡旋振荡方法、超声方法。

其中，镁盐为无机镁盐，包括但不限于氯化镁、碳酸镁、硅酸镁。

其中，多酚类化合物包括酚酸，包括但不限于单宁酸。

优选地，镁盐与多酚类化合物的摩尔比为1：1、2：1、4：1。

优选地，混合溶液的pH为7.0、7.5、8.0。

优选地，混合时间为25min～50min。更优选地，混合时间为30min～40min。更优选地，混合时间为30min～35min。最优选地，混合时间为30min。

优选地，混合温度为37℃。

优选地，混合方法为搅拌方法，包括但不限于磁力搅拌方法。

其中，在步骤S104中：

离心速度为6000rpm～8000rpm。

其中，在步骤S108中，镁基复合物的形态包括但不限于粉状、粒状、三维棒状。

进一步地，还包括：

步骤S106、对初始产物进行洗涤，以去除杂质。

其中，步骤S106在步骤S104之后、步骤S108之前进行。

其中，对初始产物洗涤至少一次。

其中，采用去离子水、无水乙醇中的至少一个对初始产物进行洗涤。

其中，采用去离子水洗涤的目的是去除初始产物中的杂质；采用无水乙醇洗涤的目的是去除初始产物中的水分。

在其中的一些实施例中，在采用去离子水和无水乙醇进行洗涤的情况下，可以先采用去离子水进行洗涤，再采用无水乙醇进行洗涤。

在其中的一些实施例中，在采用去离子水和无水乙醇进行洗涤的情况下，各自洗涤至少一次。

在其中的一些实施例中，采用去离子水进行洗涤的次数小于等于采用无水乙醇进行洗涤的次数。

优选地，采用去离子水进行洗涤的次数≥2，采用无水乙醇进行洗涤的次数≥2。

在其中的一些实施例中，还可以采用乙醇溶液对初始产物进行梯度洗涤。

其中，分别采用75％乙醇、90％乙醇、95％乙醇和无水乙醇依次对初始产物进行洗涤。

在其中的一些实施例中，采用75％乙醇、90％乙醇、95％乙醇对初始产物依次洗涤至少一次，采用无水乙醇对初始产物洗涤至少两次。

本发明基于无机物质镁和多酚类物质单宁酸制备了三维棒状结构，表面粗糙，粒径均匀，有利于充分提高复合材料的生物活性。

其中，在(二)凝胶前驱体的制备中：

其中，在步骤S202中：

将凝胶和光引发剂溶解于磷酸盐缓冲液，并进行混合，以获得凝胶前驱体；

凝胶前驱体的浓度为4％～8％；

混合时间为30min～210min；

混合温度为35℃～40℃；

混合方法包括搅拌方法、涡旋振荡方法、超声方法。

其中，凝胶为水凝胶。

其中，磷酸盐缓冲液为0.01M PBS缓冲液。

其中，凝胶前驱体的浓度是指凝胶的质量与磷酸盐缓冲液的体积之比。

优选地，凝胶前驱体的浓度为6％。

优选地，混合时间为60min～180min。更优选地，混合时间为120min～180min。

优选地，混合温度为37℃。

优选地，混合方法为搅拌方法。

优选地，在水浴加热的环境下对凝胶和磷酸盐缓冲液进行搅拌混合。

其中，在(三)镁基复合凝胶材料的制备中：

其中，在步骤S304中：

采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化；

光固化时间为20s～120s；

镁基复合凝胶材料的浓度为6％～20％。

其中，镁基复合凝胶材料的浓度是指镁基复合物的质量与凝胶前驱体的体积之比。

优选地，光固化时间为30s～90s。更优选地，光固化时间为45s～75s。更优选地，光固化时间为60s。

优选地，镁基复合凝胶材料的浓度为8％～18％。更优选地，镁基复合凝胶材料的浓度为10％～15％。更优选地，镁基复合凝胶材料的浓度为10％～12％。更优选地，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

在其中的一些实施例中，镁基复合凝胶材料呈三维支架状。

本发明基于GelMA水凝胶制备镁基复合水凝胶三维支架，扫面电镜图片(如图1a所示)显示该复合水凝胶支架具有高孔隙率和三维结构，巨大的表面积有利于细胞黏附，元素扫描结果(如图1b所示)证明了TAMg在该水凝胶上的成功负载。由于金属离子的掺入和单宁酸的促交联特性，可在水凝胶内部形成多交联体系，充分提高水凝胶的力学性能。压断实验和杨氏模量结果可以明显看出Gel@TAMg复合水凝胶具有更优异的抗形变能力，Gel水凝胶组在形变为75％左右即发生断裂，而Gel@TAMg复合水凝胶即使形变超过80％也未出现断裂，更接近于正常皮肤。有利于为组织修复提供一定强度的支撑，构建良好的组织修复微环境，在组织修复中具有巨大潜力。

对于上述镁基复合凝胶材料，其可以应用于修复皮肤缺损。

具体地，镁基复合凝胶材料，可以作为单一成分进行使用，也可以与其他成分相互配合使用。

本发明制备得到了一种镁基复合凝胶材料，由镁基纳米棒和Gel水凝胶构成，通过纯水热溶剂法合成三维棒状结构，然后不同浓度的镁基纳米棒与水凝胶前驱体进行混合，注入聚四氟乙烯或其他疏水性容模具中，利用该Gel水凝胶光交联特性，采用405nm紫外光照射进行固化，所制备的镁基水凝胶Gel@TAMg具有形态均匀，表面粗糙和明显的三维结构，该复合水凝胶制备的支架具有高孔隙率、优越的力学性能，体外和体内实验证明了该复合支架具有优异的生物相容性，同时可明显促进皮肤修复相关细胞增殖分化，加速组织缺损修复。

实施例2

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.095g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为7.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物(如图2所示)。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例3

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.19g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为7.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例4

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为7.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例5

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为7.5，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物(如图3所示)。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例6

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物(如图4a～4b所示)。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例7

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.04g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为4％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.04g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例8

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.08g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为8％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.08g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例9

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将60μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为6％。

其中，镁基复合凝胶材料为6％Gel@TAMg复合支架。

实施例10

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将80μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为8％。

其中，镁基复合凝胶材料为8％Gel@TAMg复合支架。

实施例11

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将120μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为12％。

其中，镁基复合凝胶材料为12％Gel@TAMg复合支架。

实施例12

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将150μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为15％。

其中，镁基复合凝胶材料为15％Gel@TAMg复合支架。

实施例13

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将180μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为18％。

其中，镁基复合凝胶材料为18％Gel@TAMg复合支架。

实施例14

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.38g氯化镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将200μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为20％。

其中，镁基复合凝胶材料为20％Gel@TAMg复合支架。

实施例15

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.40g硅酸镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例16

本实施例为本发明的一个具体实施例。

一种镁基复合凝胶材料的制备方法，包括：

(一)镁基复合物的制备

步骤S102、将0.336g硅酸镁和1.7g单宁酸溶解于50ml超纯水溶液，调节溶液的pH为8.0，在温度为37℃下磁力搅拌混合30min，以形成混合溶液；

步骤S104、对混合溶液进行离心，离心速度为6000rpm～8000rpm，以获得初始产物；

步骤S106、采用去离子水和无水乙醇分别对初始产物进行洗涤，以去除杂质，其中，采用去离子水对初始产物洗涤三次，采用无水乙醇对初始产物洗涤三次

步骤S108、对洗涤后的初始产物进行冷冻干燥，以获得镁基复合物。

(二)凝胶前驱体的制备

步骤S202、将0.06g凝胶溶解于10ml磷酸盐缓冲液，在温度为37℃下水浴加热搅拌混合60min，以获得凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体的浓度为6％；

其中，将10ml磷酸盐缓冲液加入含有0.06g凝胶的棕色瓶子中。

(三)镁基复合凝胶材料的制备

步骤S302、将100μg镁基复合物与1ml凝胶前驱体混合，以形成初始混合物，并移入聚四氟乙烯容器；

步骤S304、采用405nm紫外光对初始混合物进行光固化，光固化时间为60s，以获得镁基复合凝胶材料，其中，镁基复合凝胶材料的浓度为10％。

其中，镁基复合凝胶材料为10％Gel@TAMg复合支架。

实施例17

本实施例为采用实施例6制备得到的镁基复合凝胶材料进行的相关测试和实验。

(一)力学性能检测

力学检测方法如下：

压缩实验：利用内径为10mm的聚四氟乙烯模具制备不同浓度的Gel@TAMg支架，通过万能力学测试机(HY-940FS)进行力学性能检测，以5mm/min的速率进行90％的应变压缩测试。

杨氏模量：压缩杨氏模量由10％至15％应变之间的应变-应力曲线的斜率确定。

抗疲劳实验：循环压缩测试以10个循环进行，最高50％的应变以5mm/min的速度进行，以表征镁基水凝胶的机械性能。

力学检测实验结果如图5所示。如图5所示，随着TAMg浓度的增加，Gel@TAMg支架的抗压缩能力越来越强，杨氏模量逐渐变小。抗疲劳实验也表明Gel@TAMg支架具有优异的自愈合能力。

(二)血管形成实验

血管形成实验方法如下：

将基质胶用无血清培养基1：3稀释后加入预冷的96孔板，80-100微升/孔，置于培养箱1h成胶。将HUVEC(人脐静脉血管内皮细胞)用培养基或浸提液重悬，以2*104/孔/μl的浓度加入96孔板，将孔板放入37℃培养箱中孵育8h后，用钙黄素AM进行染色，于倒置荧光显微镜下观察成管现象。

血管形成实验结果如图6所示。如图6所示，实验组血管环密度远高于对照组，表明该复合水凝胶支架优异的体外血管形成能力。

(三)细胞增殖实验

细胞增殖实验方法如下：

首先制备复合水凝胶浸提液，制备方法按照国际标准(ISO/EN)10993-534进行，将样品放入加有培养基的离心管，37℃孵育24小时后采集浸提液用于细胞相容性研究。CCK-8法检测复合水凝胶支架的生物相容性，选取小鼠NIH/3T3为细胞模型，96孔板，5000个/孔，完全培养基含10％胎牛血清，100微升/孔，每组6个复孔进行培养，过夜贴壁后空白组更换完全培养基，实验组更换为上述制备的浸提液。样品孵育1，3，5，7天后用PBS洗涤三次，再加入10％的CCK-8溶液(CCK-8溶解于培养基中)于培养箱中孵育2小时，采用酶标仪测试孔板中的吸光度(480nm)计算安全性；孔板加入含CCK-8检测液的培养基作为背景，其OD值计为O，以此为基础计算各组的细胞活性。

细胞增殖实验结果如图7所示。如图7所示，和对照组相比，TAMg组可明显促进细胞增殖，在第5天，第7天差异具有统计学意义。

(四)修复皮肤缺损

修复皮肤缺损方法如下：

采用戊巴比妥钠将SD大鼠麻醉后取俯卧位，大鼠背部皮肤剃毛。碘伏消毒后，75％乙醇脱碘，用10mm组织环钻取背部制备直径为10mm的全层皮肤缺损。将各组预先固化好的水凝胶置于缺损表面，待水凝胶和组织缺损黏附紧密后，以纱布覆盖，自粘绷带固定。

修复皮肤缺损结果如图8所示。如图8所示，与空白组相比，复合水凝胶组可明显加快皮肤缺损的修复进程，复合水凝胶组在第10天修复了近90％，表现处优异的修复效果。

由以上测试和实验可知，本发明制备的镁基复合水凝胶三维支架具有可调的机械性能和良好的生物相容性，可明显促进细胞增殖和血管内皮细胞的体外血管形成，在皮肤修复中也表现了巨大的促组织修复潜力。由于充分整合了镁离子和单宁酸的生物活性，在促血管再生，抗炎中具有重要作用，有利于组织缺损快速恢复血供，加速组织修复。镁基复合材料和水凝胶的充分整合还可以实现材料内部生物活性物质的缓慢释放，从而避免快速代谢，避免过度释放所导致的生物毒性，提高物质的持久活性，充分发挥促组织修复潜力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。