本發明涉及組織修復凝膠，具體為一種新型凝膠修復材料、制備方法與應用。
背景技術：
1、骨缺損部位的免疫微環境常因植入物或細菌入侵等因素誘發持續炎癥，造成微環境紊亂。同時，由于血管斷裂、血供中斷，缺損區域往往形成持續性缺氧狀態，進而引發一系列病理生理反應：缺氧不僅抑制成骨細胞的分化與代謝活性，還會誘導線粒體功能障礙，導致活性氧（ros）過度積累。高水平的ros一方面促進成骨細胞凋亡、下調成骨相關基因表達，另一方面激活破骨細胞介導的骨吸收，其釋放的酸性代謝產物進一步加劇局部組織酸化，最終形成“缺氧–ros–酸化”的惡性循環，嚴重阻礙骨再生進程。這些相互關聯的因素構成一個自我強化的負面循環，顯著損害成骨功能，也制約了常規治療策略的效果。因此，開發能夠協同調控骨缺損區域微環境的生物活性材料，對于推進骨缺損的功能性修復具有重要戰略意義。
2、在眾多納米材料中，普魯士藍納米顆粒（pb?nps）具有良好的理化穩定性和生物安全性。一方面，它能夠通過獨特的電子轉移機制直接捕獲并中和多種ros（如、等），有效減輕氧化應激對成骨過程的不利影響；另一方面，pb?nps還具有類過氧化氫酶活性，可特異性催化骨缺損區域積累的過氧化氫分解為水和氧氣，在清除ros的同時局部改善缺氧狀態，從而為同步調控“氧化-缺氧”雙重微環境障礙提供了新的解決路徑。
3、骨修復微環境中的另一大障礙是局部酸中毒。碳酸氫鈉（）在調控骨缺損區域ph方面展現出獨特優勢。作為人體內源性緩沖系統的核心成分，其作用機制與血液中的碳酸氫鹽緩沖對高度一致，能夠通過碳酸氫根與局部氫離子發生精準中和反應，不僅高效清除酸性物質，反應產生的二氧化碳也可經由人體代謝途徑自然排出，從而避免氣泡蓄積風險。此外，碳酸氫鈉的生物安全性已獲長期臨床實踐驗證（如用于糾正代謝性酸中毒），無異物反應風險，能為細胞生長、分化及骨基質礦化提供長期、穩定的生理性酸堿微環境。
4、甲基丙烯酰化明膠（gelma）水凝膠因其良好的生物相容性、可調控的降解性、組織粘附性及光交聯加工能力，成為構建骨組織工程載體的理想材料，其仿生微環境已被證實可有效促進體內成骨過程。
5、當前，針對骨缺損微環境的調控策略大多聚焦于清除活性氧（ros）、遞送氧氣或調節ph值等單一環節，而若直接將現有的pb?nps與碳酸氫鈉整合制成多功能水凝膠，會出現多組分兼容性、功能協同時序等諸多問題。具體的說，pb?nps的類酶活性可能受碳酸氫鈉的堿性環境影響，碳酸氫鈉的快速釋放可能破壞gelma的交聯結構，導致材料力學性能下降；若pb?nps氧氣釋放過快可能導致局部氧濃度過高，若碳酸氫鈉緩沖過快可能引發?ph?驟升，或兩者釋放速度不匹配導致某一病理因素先反彈。
技術實現思路
1、本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供一種新型凝膠修復材料、制備方法與應用，可以有效解決背景技術中的問題。
2、為了實現上述目的，本發明公開了一種凝膠修復材料的制備方法，采用的技術方案是，包括以下步驟：
3、步驟1，制備碳酸氫鈉納米顆粒，
4、通過微乳液法合成碳酸氫鈉納米顆粒的三氯甲烷溶液；
5、步驟2，碳酸氫鈉納米顆粒改性，
6、將dspe-peg的三氯甲烷溶液加入到所述步驟1合成的碳酸氫鈉納米顆粒的三氯甲烷溶液中，將混合溶液在室溫下繼續攪拌反應后提純，得到dspe-peg改性碳酸氫鈉納米顆粒；
7、步驟3，制備pvp（聚乙烯吡咯烷酮）修飾的pb?nps；
8、步驟4，制備復合凝膠修復材料，
9、將所述步驟2中得到的dspe-peg改性碳酸氫鈉納米顆粒、所述步驟3得到的pvp修飾的pb?nps與10%濃度的gelma凝膠材料混合，制備復合凝膠修復材料；復合凝膠修復材料中，pb?nps濃度使氧氣釋放速率達到平臺期，dspe-peg改性碳酸氫鈉納米顆粒濃度能夠將復合凝膠修復材料的ph?穩定在7.2-7.4。
10、采用微乳液法合成碳酸氫鈉納米顆粒（粒徑約200?nm），并經?dspe-peg?表面改性，增強其在?gelma?基質中的分散性，避免團聚；10%濃度的gelma凝膠材料作為基質，其光交聯后形成的三維網絡既能包裹兩種納米顆粒，又能維持足夠力學強度（楊氏模量滿足顱骨缺損支撐需求），且不影響活性成分的緩釋。
11、利用?gelma?的可控降解性與多孔結構調控?pb?nps?和?碳酸氫鈉的釋放動力學：pb?nps?緩慢釋放持續清除?ros?并生成氧氣，碳酸氫鈉持續釋放?碳酸氫根維持?ph?穩定，實現?“ros?清除?-?氧氣供給?-?ph?緩沖”?的時序同步；pb?nps?濃度控制在?50?μg/ml，使氧氣釋放達到平臺期，碳酸氫鈉濃度適配?ph?穩定在?7.2-7.4，確保兩者功能強度匹配，避免局部微環境失衡。
12、作為本發明的一種優選技術方案，所述步驟1中，將油酸鈉、無水乙醇、油胺、正己烷混合并超聲分散后，加入碳酸氫銨水溶液，室溫攪拌，進行反應，反應結束后離心分離，使用無水乙醇洗滌分離得到的沉淀物，再將其分散于三氯甲烷中，得到碳酸氫鈉納米顆粒的三氯甲烷溶液。
13、作為本發明的一種優選技術方案，所述步驟2中，將混合溶液在室溫下持續攪拌反應12?h，然后在40℃下真空干燥得到產物。
14、作為本發明的一種優選技術方案，所述步驟3中，將聚乙烯吡咯烷酮、鐵氰化鉀溶解在含有hcl的乙醇溶液中，得到反應性前驅體溶液，將所述反應性前驅體溶液置于80℃的水浴中，反應3h后冷卻至室溫；獲得的深藍色反應混合物用超濾管洗滌，冷凍干燥后獲得pvp修飾的pb?nps。
15、該pb?nps的制備方法能夠獲得尺寸均一（粒徑約70?nm）、理化性質穩定的顆粒，確保其在碳酸氫鈉存在的情況下仍保持類過氧化氫酶活性和?ros?清除能力。
16、作為本發明的一種優選技術方案，所述步驟4中，將gelma、dspe-peg改性碳酸氫鈉納米顆粒、pvp修飾的pb?nps添加到含光引發劑的pbs溶液中，通過紫外光照射制得復合凝膠。
17、本發明還公開了一種通過上述方法制得的凝膠修復材料，該凝膠修復材料能夠用于保護骨組織修復在內的生物組織修復作業，且修復過程中能夠構建抗炎修復微環境，并兼顧血管再生與成骨。
18、與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明通過采用微乳液法合成碳酸氫鈉的納米顆粒，并經dspe-peg?表面改性，增強碳酸氫鈉在?gelma?基質中的分散性，避免團聚，引起局部堿性過高；pb?nps經pvp修飾并制成尺寸均一、理化性質穩定的顆粒，確保了其在碳酸氫鈉存在下仍保持類過氧化氫酶活性和?ros?清除能力；采用?10%?濃度?gelma?作為基質，其光交聯后形成的三維網絡既能包裹兩種納米顆粒，又能維持足夠力學強度，且不影響活性成分的緩釋。上述措施一同解決了pb?nps、碳酸氫鈉、gelma之間的兼容性問題。
19、進一步的，通過gelma的多孔結構穩定、緩慢的釋放pb?nps和碳酸氫鈉，從而調控二者的釋放動力學，使pb?nps?緩慢釋放持續清除?ros?并生成?氧氣，碳酸氫鈉持續釋放碳酸氫根維持?ph?穩定，實現?“ros?清除?-?氧氣供給?-?ph?緩沖”?的時序同步；進而通過控制pb?nps和碳酸氫鈉的濃度，確保氧氣釋放位于平臺期，能夠以穩定速率釋放氧氣，ph?穩定在?7.2-7.4，確保pb?nps和碳酸氫鈉功能強度匹配，避免局部微環境失衡。
20、進一步的，將pb?nps與ph緩沖劑碳酸氫鈉共同整合于gelma水凝膠體系中，形成納米復合水凝膠。該復合體系通過多機制協同作用實現對骨缺損微環境的全面調控：pb?nps作為高效的ros清除劑，憑借其類過氧化氫酶活性，能夠將過氧化氫轉化為氧氣，在緩解氧化應激的同時改善局部缺氧狀態，抑制破骨細胞活化；碳酸氫鈉則提供持續穩定的ph緩沖能力，有效中和酸性代謝產物，對抗局部酸中毒，將?ph?穩定在7.2-7.4?的成骨最優范圍，避免酸性環境對成骨細胞分化的抑制，同時消除碳酸氫鈉單獨使用時的短期緩沖缺陷問題；而gelma水凝膠作為生物相容性優良的類細胞外基質支架，不僅為細胞黏附與成骨分化提供三維支持，也為氧氣傳遞與微環境調節構建了理想載體。
21、進一步的，pb?nps在該新型凝膠修復材料中還具有調節免疫微環境的能力，可促進巨噬細胞向m2表型極化，進一步營造抗炎、促再生的局部環境；pb?nps?生成的氧氣與碳酸氫鈉穩定的?ph?環境共同作用，使?huvec?細胞形成更完整的管狀網絡，分支節點數和管長顯著高于單一?pb?nps?/?水凝膠組；同時增強成骨前體細胞（mc3t3-e1）遷移能力，實現“血管生成?-?成骨”?耦合，解決了單一功能材料無法兼顧血管化與成骨的難題。
22、進一步的，在大鼠顱骨臨界缺損模型中，本發明制得的新型凝膠修復材料?8?周時骨體積分數（bv/tv）是單一組分水凝膠組的?3?倍，骨礦物質密度（bmd）顯著高于單一組分水凝膠組，形成更接近天然骨的皮質樣結構。組織學顯示，新型凝膠修復材料組?4?周時即出現大量新骨形成，8?周時形成增厚的軟組織層和類骨結構，且主要器官無炎癥或損傷，證明其在體內兼具高效成骨與生物安全性。