技术领域
本发明涉及一种生物材料，尤其是一种应用于细胞培养或组织工程领域的凝胶因子及其水凝胶材料，属于材料科学与技术领域。
背景技术
水凝胶是由亲水性高分子之间相互交联形成的含水三维网络结构。由于其优良的生物相容性，以及与天然人体组织有相似结构的特性，水凝胶被认为是一种理想的生物材料，广泛应用于生物医药领域。与通过亲水性高分子之间的共价键交联形成的传统高分子水凝胶不同，超分子水凝胶是由小分子化合物通过氢键、范德华力、静电作用力、亲水-疏水作用力和π-π共轭作用力等非共价键作用力进行物理交联形成的。超分子水凝胶具有可逆的凝胶过程和可设计的刺激相应特性，被广泛的应用于生物材料领域。
小分子凝胶因子（Low molecular weight gelators, LMWG）是一种分子量在3000以下的具有自组装能力，并能够在水溶液构建包裹水分子的三维网络结构形成水凝胶的小分子化合物。小分子凝胶因子类型众多，其中，以具有生物活性小分子，比如氨基酸、核苷酸、单糖等，为组成模块的小分子凝胶因子常用于生物医学领域。常见的小分子凝胶因子有二肽偶联芴基团或者萘基团，单糖偶联氨基酸-核苷酸复合物等。良好的生物相容性是将LMWG用于生物材料领域的基本要求。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种凝胶因子设计、凝胶因子形成的水凝胶，以及该水凝胶的制备方法，使其在细胞培养和组织工程领域具有良好性能和应用前景。
本发明采用的技术方案如下：
凝胶因子，两亲性结构包含作为亲水基团的肽链，该肽链中至少有两个氨基酸的侧基含有芳香基团，且至少两个含芳香基团的氨基酸相邻，与肽链相偶联的疏水基团中含有至少两个位于不同平面的芳香基团。
本发明的凝胶因子充分溶解后，相邻的具有芳香基团的氨基酸在凝胶因子之间产生氢键作用力和π-π共轭作用力，疏水基团中位于不同平面的芳香基团的分子在凝胶因子之间产生π-π共轭作用力，这些分子间非共价键相互作用力使凝胶因子发生聚集。同时肽链氨基酸一端提供亲水作用力，含有联苯结构的一端提供疏水作用力，亲水-疏水作用力达到平衡后，聚集的凝胶因子会组成纤维结构。当纤维结构达到一定密度，发生相互纠缠并且包裹水分子，组成了三维含水网络结构，而形成水凝胶。氨基酸是生物体内基本的生物活性小分子，本发明选择用肽链作为凝胶因子的组成部分，能获得良好的生物相容性。含有至少两个位于不同平面的芳香基团-联苯，作为小分子凝胶因子的另一个组成部分，可以为凝胶过程提供疏水作用力和π-π共轭作用力，与芴和萘不同的是，虽然联苯的两个苯环不在同一个平面上，但该整体结构下也可以组成凝胶因子，从化学结构上来说对凝胶因子的种类进行了一个扩展，使凝胶因子的范围大大扩大。
该小分子凝胶因子可采用如下方法合成：采用多肽固相合成法将含有芳香结构的氨基酸合成为肽分子；将含有至少两个位于不同平面的芳香基团的分子与肽分子进行偶联反应，得到偶联肽化合物；将亲水性分子与偶联肽化合物的氨基酸末端进行反应，得到凝胶因子。
进一步的，该凝胶因子的肽链由至少2个氨基酸组成，使得其作为小分子凝胶因子而具有超分子水凝胶的组装能力。
进一步的，该凝胶因子的分子量不大于3000，使得凝胶因子具有良好的生物相容性能。
进一步的，肽链中的氨基酸为天然氨基酸。以利于提高其水凝胶的在细胞培养和组织工程领域应用的性能。
进一步的，肽链中含有芳香基团侧基的氨基酸为苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸中的一种。
进一步的，与肽链偶联的疏水基团具有联苯结构。
进一步的，与肽链偶联的具有联苯结构的疏水基团为联苯乙酸、联苯乙醇、联苯乙胺、联苯乙烯中的一种。
进一步的，该小分子凝胶因子具有如Ⅰ或Ⅱ的化学结构式：
Ⅰ、Ⅱ，
其中，R1、R2为亲水性基团；X1、X2、X3、X4为氨基酸芳香基团侧基的取代基团；Y1、Y2、Y3、Y4为联苯基团苯环的取代基团。
进一步的，R1、R2包括并不限于氢原子、卤族元素原子、羟基、氨基、乙二胺、牛磺酸、甘氨酸、β-丙氨酸。
进一步的，X1、X2、X3、X4包括并不限于氢原子、卤族元素原子、甲基、羟基、氨基。
进一步的，Y1、Y2、Y3、Y4包括并不限于氢原子、卤族元素原子、甲基、羟基、氨基。
且上述的X1、X2、X3、X4和Y1、Y2、Y3、Y4在苯环的取代位置和取代数量不限。
一种水凝胶，是上述的凝胶因子通过分子间非共价键相互作用力进行物理交联而形成。
该水凝胶是分子量不大于3000的小分子凝胶因子组装而成的超分子水凝胶。
一种水凝胶的制备方法，将所述的凝胶因子溶解、加热并冷却而形成。
由该方法的小分子凝胶因子形成的超分子水凝胶，具有温度敏感特性，升高温度发生凝胶态向液态的转变，降低温度发生液态向凝胶态的转变。
一种水凝胶的制备方法，将所述的凝胶因子溶解，再向溶液加入PBS缓冲剂，静置而成。
一种水凝胶的制备方法，将所述的凝胶因子溶解，再向溶液加入盐，静置而成。
其中盐的种类包括并不限于磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、磷酸三钠、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氟化钠、溴化钠、碘化钠、乙酸钠、硝酸钠、硫酸钠、柠檬三钠、溴化钾、碘化钾、硝酸钾、硫酸钾。
此种方法由小分子凝胶因子形成的超分子水凝胶，具有可逆的凝胶特性，外力震荡后发生凝胶态向液态的转变，静置后发生液态向凝胶态的转变。
在上述的小分子凝胶因子溶解过程中，其中部分小分子凝胶因子溶解时可能需要添加碱，所述碱包括并不限于氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸三钠、柠檬酸三钠、三乙胺、DIPEA。
凝胶因子、水凝胶在细胞培养和组织工程领域的应用。尤其是作为支架材料在细胞培养和组织工程领域的应用。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明采用肽链作为凝胶因子的组成部分，氨基酸是生物体内大量存在的生物活性小分子，参与组成凝胶因子使其具有良好的生物相容性，凝胶因子充分溶解后，相邻的含有芳香基团的氨基酸结构在凝胶因子之间产生氢键作用力和π-π共轭作用力，具有至少两个位于不同平面的芳香基团的疏水基团作为小分子凝胶因子的另一个组成部分，可以为凝胶过程提供疏水作用力和π-π共轭作用力，使凝胶因子通过自组装形成超分子水凝胶。
（2）相对于高分子水凝胶，小分子凝胶因子组成的超分子水凝胶具有较低凝胶浓度，意味着有较高的含水量，有利于水凝胶内外的物质交换，对于细胞的生长有益，同时，超分子水凝胶的微观结构一般为纤维结构，为细胞的生长提供的着力点，有利于细胞的黏附和生长。
（3）基于短肽的超分子水凝胶，其重要组分氨基酸属于天然生物小分子，具有良好的生物相容性和一定的生物学活性，同时一些三肽结构具有一定的生物学活性，用来组成超分子水凝胶可以调控细胞的行为。
（4）从化学结构上来说，本发明对凝胶因子的种类进行了一个扩展，常用于组成凝胶因子的萘、芴或芘的苯环都处于同一个平面，而如联苯等苯环不在一个平面的结构，但也可以与肽组成凝胶因子，形成水凝胶，那么基于同一原理，其他一些芳香基团不在同一平面的疏水性小分子也可以与短肽偶联，形成水凝胶，凝胶因子的范围被大大的扩展了。
（5）本发明的凝胶因子可通过盐离子引发形成水凝胶，这种方法制备的水凝胶具有可逆性，在外力作用下为液态，静置一段时间后变为凝胶态，这种可逆性赋予了超分子水凝胶的可注射性，而可注射水凝胶可以做到微创、不定形填充和定点治疗，在临床应用上有很大的优势，使得小分子凝胶因子形成的超分子水凝胶可以作为可注射凝胶应用于组织工程领域。
（6）本发明的凝胶因子可诱导形成水凝胶，其诱导条件温和与生物体条件相类似，使其具有良好的应用前景。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明的一凝胶因子加热-冷却制得水凝胶的扫描电子显微镜图；
图2为图1水凝胶的透射电子显微镜图；
图3为另一凝胶因子加热-冷却制得水凝胶的扫描电子显微镜图；
图4为图3水凝胶的透射电子显微镜图；
图5为图1凝胶因子PBS诱导制得水凝胶的扫描电子显微镜图；
图6为图5水凝胶的透射电子显微镜图；
图7为图3凝胶因子PBS诱导制得水凝胶的扫描电子显微镜图；
图8为图7水凝胶的透射电子显微镜图
图9为图1凝胶因子各浓度下的L929细胞培养实验生长结果表；
图10为图1方式水凝胶的L929细胞培养激光共聚焦图结果图；
图11为图5方式水凝胶的L929细胞培养激光共聚焦图结果图；
图12为图3凝胶因子各浓度下的L929细胞培养实验生长结果表；
图13为图3方式水凝胶的L929细胞培养激光共聚焦图结果图；
图14为图7方式水凝胶的L929细胞培养激光共聚焦图结果图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1 凝胶因子结构及其合成的实施方式
（1）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（2）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽分子，然后联苯乙醇与苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽通过酯化反应得到含有氨基末端的小分子凝胶因子。具有以以下结构式：
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（3）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸-乙二胺的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的联苯偶联二肽化合物，最后末端羧基与乙二胺进行酰胺反应得到小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（4）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸-牛磺酸的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的联苯偶联二肽化合物，最后末端羧基与牛磺酸进行酰胺反应得到小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（5）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸三肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸三肽分子，然后联苯乙酸与苯丙氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸三肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（6）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸-β-丙氨酸三肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸-β-丙氨酸三肽分子，然后联苯乙酸与苯丙氨酸-苯丙氨酸-β-丙氨酸三肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（7）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与酪氨酸-酪氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（8）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸二肽分子，然后联苯乙醇与酪氨酸-酪氨酸二肽通过酯化反应得到含有氨基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（9）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸-乙二胺的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与酪氨酸-酪氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的联苯偶联二肽化合物，最后末端羧基与乙二胺进行酰胺反应得到小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（10）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸-牛磺酸的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与酪氨酸-酪氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的联苯偶联二肽化合物，最后末端羧基与牛磺酸进行酰胺反应得到小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（11）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸-甘氨酸三肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸-甘氨酸三肽分子，然后联苯乙酸与酪氨酸-酪氨酸-甘氨酸三肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（12）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸-β-丙氨酸三肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸-β-丙氨酸三肽分子，然后联苯乙酸与酪氨酸-酪氨酸-β-丙氨酸三肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（13）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与色氨酸-色氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（14）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸二肽分子，然后联苯乙醇与色氨酸-色氨酸二肽通过酰胺反应得到含有氨基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（15）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸乙二胺的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与色氨酸-色氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的联苯偶联二肽化合物，最后末端羧基与乙二胺进行酰胺反应得到小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（16）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸-牛磺酸的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸二肽分子，然后联苯乙酸与色氨酸-色氨酸二肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的联苯偶联二肽化合物，最后末端羧基与牛磺酸进行酰胺反应得到小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（17）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸-甘氨酸三肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸-甘氨酸三肽分子，然后联苯乙酸与色氨酸-色氨酸-甘氨酸三肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（18）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸-β-丙氨酸三肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸-β-丙氨酸三肽分子，然后联苯乙酸与色氨酸-色氨酸-β-丙氨酸三肽通过酰胺反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（19）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽分子，然后联苯乙胺与苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽通过酰胺反应得到含有氨基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（20）基于联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽分子，然后联苯乙烯与苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽通过加成反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（21）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸二肽分子，然后联苯乙胺与酪氨酸-酪氨酸二肽通过酰胺反应得到含有氨基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（22）基于联苯偶联酪氨酸-酪氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成首先采用多肽固相合成法合成酪氨酸-酪氨酸二肽分子，然后联苯乙烯与酪氨酸-酪氨酸二肽通过加成反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（23）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸二肽分子，然后联苯乙胺与色氨酸-色氨酸二肽通过酰胺反应得到含有氨基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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（24）基于联苯偶联色氨酸-色氨酸二肽的小分子凝胶因子的合成：首先采用多肽固相合成法合成色氨酸-色氨酸二肽分子，然后联苯乙烯与色氨酸-色氨酸二肽通过加成反应得到含有羧基末端的小分子凝胶因子。具有以下结构式：
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在实施例1的各项具体结构中：肽链的氨基酸中芳香基团的氢，可被卤族元素、甲基、羟基、氨基等取代，并且不限于其取代位置和取代数量；肽链的氨基末端的氢，也可以被卤族元素、羟基、氨基、乙二胺、牛磺酸、甘氨酸、β-丙氨酸等所取代，并且不限于其取代位置和取代数量；联苯结构中苯环的氢，可以被卤族元素原子、甲基、羟基、氨基等所取代，并且不限于其取代位置和取代数量；而联苯结构也可用其他的具有至少两个位于不同平面的芳香基团的疏水基团所等同替代。
凝胶因子所形成超分子水凝胶实施方式
原理是小分子凝胶因子通过分子间非共价键相互作用力进行物理交联而形成超分子水凝胶。
本实施例1中各项凝胶因子，以及其芳香基团的氢发生取代后的衍生物，通过实验表明均具有形成水凝胶的自组装能力，而可形成水凝胶。
实施例2 凝胶因子加热-冷却形成水凝胶
将实施例1中项（1）至项（24）适量小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶的制备方法：将适量的小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，然后加热至接近沸腾，冷却至室温后，倒置玻璃管，无明显的可流动现象，得到均质透明水凝胶。
其中：
项（1）、（4）、（5）、（6）、（7）、（10）、（11）、（12）、（13）、（16）、（17）、（18）、（20）、（22）、（24）的小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃管中，并加入1M氢氧化钠溶液使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液。
项（2）、（3）、（8）、（9）、（14）、（15）、（19）、（21）、（23）的小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃管中，使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液。
实施例1各项获得的超分子水凝胶，具有温度敏感特性，升高温度发生凝胶态向液态的转变，降低温度发生液态向凝胶态的转变。
本实施例中，将实施例1的项（1）为原料凝胶因子获得的水凝胶，进行扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察，结果如图1和图2所示。将实施例1的项（5）为原料凝胶因子获得的水凝胶，进行扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察，结果如图3和图4所示。其余各项制得的水凝胶通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察表明具有相近的结果，制得的水凝胶可用于细胞的培养。通过加热-冷却的过程形成水凝胶后，将含有细胞的培养基滴加到水凝胶表面，可以进行细胞的二维培养。
实施例3 凝胶因子诱导形成水凝胶
本实施例基于实施例1中项（1）、（2）、（5）、（6）、（20）的小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶的制备方法：将适量的小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃管中，加入1M氢氧化钠溶液使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，然后加入PBS固体，充分溶解使溶液中PBS浓度为0.01M，静置30分钟，倒置玻璃管，无明显的可流动现象，得到均质透明水凝胶。
本实施例基于实施例1中项（1）、（2）、（5）、（6）、（20）的小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶的制备方法：将适量的小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃管中，加入1M氢氧化钠溶液使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，然后加入NaCl、NaNO3、Na2SO4或Na3PO4，充分溶解使溶液中NaCl、NaNO3、Na2SO4或Na3PO4浓度为0.15M，静置30分钟，倒置玻璃管，无明显的可流动现象，得到均质透明水凝胶。
本实施例基于实施例1中项（3）、（4）、（5）的小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶的制备方法：将适量的小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃管中，使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，然后加入PBS固体，充分溶解使溶液中PBS浓度为0.01M，静置30分钟，倒置玻璃管，无明显的可流动现象，得到均质透明水凝胶。
本实施例中基于实施例1中项（3）、（4）、（5）的小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶的制备方法：将适量的小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃管中，使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，然后加入NaCl、NaNO3、Na2SO4或Na3PO4，充分溶解使溶液中NaCl、NaNO3、Na2SO4或Na3PO4浓度为0.15M，静置30分钟，倒置玻璃管，无明显的可流动现象，得到均质透明水凝胶。
在实施例中各超分子水凝胶制备过程中，用于凝胶因子溶解的碱除实施例中采用的氢氧化钠外，还可以采用氢氧化钾、碳酸钠、磷酸三钠、柠檬酸三钠、三乙胺、DIPEA等当量替换。
在实施例中，在超分子水凝胶制备中加入的NaCl、NaNO3、Na2SO4或Na3PO4，还可以采用磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、氯化锂、氯化铷、氟化钠、溴化钠、碘化钠、乙酸钠、柠檬三钠、溴化钾、碘化钾、硝酸钾、硫酸钾等当量替换。
除本实施例的具体实施方式外，实施例1中其余各项的凝胶因子通过本实施例的方法也制得了超分子水凝胶。
本实施例基于实施例1各项小分子凝胶因子所获得的超分子水凝胶，具有可逆的凝胶特性，外力震荡后发生凝胶态向液态的转变，静置后发生液态向凝胶态的转变。
本实施例中，将实施例1的项（1）为原料凝胶因子通过PBS诱导获得的水凝胶，进行扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察，结果如图5和图6所示。本实施例中，将实施例1的项（5）为原料凝胶因子通过PBS诱导获得的水凝胶，进行扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察，结果如图7和图8所示。其余各项制得的水凝胶通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察表明具有相近的结果，制得的水凝胶可用于细胞的培养。含有PBS的凝胶因子液体与含有细胞的培养基混合均匀，置入模具中，静置一段时间后，形成PBS诱导的水凝胶，可以进行细胞的三维培养。
实施例4 超分子水凝胶的细胞培养实验
将小鼠成纤维细胞（L929 cells）均匀分布在培养皿中，在37℃、0.5%CO2 细胞培养箱中培养。待细胞长满培养皿后，收集细胞，制备成500μL 浓度为2.0×104 cells/mL的细胞悬液，用于小鼠成纤维细胞（L929 cells）的二维培养实验。
将小鼠成纤维细胞（L929 cells）均匀分布在培养皿中，在37℃、0.5%CO2 细胞培养箱中培养。待细胞长满培养皿后，收集细胞，制备成100μL 浓度为2.0×107 cells/mL的细胞悬液，用于小鼠成纤维细胞（L929 cells）的三维培养实验。
联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽小分子凝胶因子
（1）实施例1的联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶应用于小鼠成纤维细胞（L929 cells）的二维培养：将5.06mg该小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃瓶中，加入1M氢氧化钠溶液使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，随后用0.22μm无菌过滤器过滤灭菌，然后加热至接近沸腾，将200μL溶液加入48孔板中，冷却至室温形成水凝胶。将上述500μL L929细胞悬液加入孔板中水凝胶表面，在37℃、0.5%CO2 细胞培养箱中进行培养。共培养1天、3天、7天后，用激光共聚焦观察细胞的生长情况。其中培养基为DMEM/高糖培养基。
通过实验表明：L929细胞在该超分子水凝胶表面生长状态良好。其中图9为各浓度下的细胞生长结果，表明该凝胶因子的具有良好的细胞相容性，图10为 L929细胞经7天培养后的激光共聚焦结果，表明细胞在水凝胶以黏附铺展的状态生长。
（2）实施例1的联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸二肽小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶应用于小鼠成纤维细胞（L929 cells）的三维培养：将15.18mg该小分子凝胶因子加入含有0.9mL去离子水的玻璃瓶中，加入1M氢氧化钠溶液使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，随后用0.22μm无菌过滤器过滤灭菌，然后加入无菌的PBS固体使溶液中PBS浓度为在0.011M。将上述100μL L929细胞悬液加入溶液中，混合均匀（凝胶因子浓度为1.5%，PBS浓度为0.01M。细胞接种密度为2×106 cells/mL），随后将溶液倒入模具中，室温下静置30分钟，加入DMEM/高糖培养基。然后在37℃、0.5%CO2 细胞培养箱中进行培养。共培养1天、3天、7天后，用激光共聚焦观察细胞的生长情况。
通过实验表明：L929细胞在凝胶包裹情况下生长状态良好。图11为 L929细胞经7天培养后的激光共聚焦结果，表明细胞在凝胶包裹的三维培养条件下以黏附铺展的状态生长。
联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸三肽小分子凝胶因子
（1）实施例5的联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸三肽小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶应用于小鼠成纤维细胞（L929 cells）的二维培养：将5.63mg该小分子凝胶因子加入含有1mL去离子水的玻璃瓶中，加入1M氢氧化钠溶液使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，随后用0.22μm无菌过滤器过滤灭菌，然后加热至接近沸腾，将200μL溶液加入48孔板中，冷却至室温形成水凝胶。将上述500μL L929细胞悬液加入孔板中水凝胶表面，在37℃、0.5%CO2 细胞培养箱中进行培养。共培养1天、3天、7天后，分别用激光共聚焦和扫描轨道电子显微镜观察细胞的生长情况。其中培养基为DMEM/高糖培养基。
通过实验表明：L929细胞在该超分子水凝胶表面生长状态良好。其中图12为各浓度下的细胞生长结果，表明该凝胶因子的具有良好的细胞相容性，图13为 L929细胞经7天培养后的激光共聚焦结果，表明细胞在水凝胶以黏附铺展的状态生长。
（2）实施例5的联苯偶联苯丙氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸三肽小分子凝胶因子所形成超分子水凝胶应用于小鼠成纤维细胞（L929 cells）的三维培养：将16.89mg该小分子凝胶因子加入含有0.9mL去离子水的玻璃瓶中，使小分子凝胶因子充分溶解至澄清透明溶液，随后用0.22μm无菌过滤器过滤灭菌，然后加入无菌的PBS固体市溶液中PBS浓度为在0.012M。将上述100μL L929细胞悬液加入溶液中，混合均匀（凝胶因子浓度为1.5%，PBS浓度为0.01M。细胞接种密度为2×106 cells/mL），随后将溶液倒入模具中，室温下静置30分钟，加入DMEM/高糖培养基。然后在37℃、0.5%CO2 细胞培养箱中进行培养。
通过实验表明：L929细胞在凝胶包裹情况下生长状态良好。图14为 L929细胞经7天培养后的激光共聚焦结果，表明细胞在凝胶包裹的三维培养条件下以黏附铺展的状态生长。
本发明中将实施例1其余项的凝胶因子，采用如实施例4中的方法进行超分子水凝胶的细胞培养实验，结果表明其余的凝胶因子都具有良好的生物相容性，所形成的水凝胶可应用于细胞的二维和三维培养，并且细胞以黏附铺展的形态生长。
本发明结构下的凝胶因子可自组装形成超分子水凝胶，相对于高分子水凝胶，小分子凝胶因子组成的超分子水凝胶具有较低凝胶浓度，对于细胞的生长有益，同时其制得的超分子水凝胶的微观为纤维结构，为细胞的生长提供的着力点，有利于细胞的黏附和生长，基于短肽的超分子水凝胶，其重要组分氨基酸属于天然生物小分子，具有良好的生物相容性和一定的生物学活性，本发明的凝胶因子的与肽链相偶联的疏水基团中，具有如联苯等两芳香基团不在一个平面的结构，但也可以与肽组成凝胶因子而形成水凝胶，使得凝胶因子的范围被大大的扩展了。同时，本发明的凝胶因子可通过盐离子引发形成水凝胶，这种方法制备的水凝胶具有可逆性，在外力作用下为液态，静置一段时间后变为凝胶态，这种可逆性赋予了超分子水凝胶的可注射性，而可注射水凝胶可以做到微创、不定形填充和定点治疗，在临床应用上有很大的优势，使得小分子凝胶因子形成的超分子水凝胶可以作为可注射凝胶应用于组织工程领域，另外，本凝胶因子可诱导形成水凝胶，其诱导条件温和与生物体条件相类似，使其具有良好的应用前景。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。