具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂及制法和含该交联剂的水凝胶敷料及制法制造技术

本发明专利技术属于生物医用敷料技术领域，涉及一种具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂及制法和含该交联剂的水凝胶敷料及制法。解决现有水凝胶敷料在伤口再次治疗移除时会引发伤口疼痛和二次创伤的技术问题。含有所述具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂的水凝胶敷料，采用可注射的原位成胶方式形成，这种成胶方式对于伤口的形状具有非常好的适应性，同时这种成胶方式与预成胶的块状敷料相比贴合性更好，且不需要辅助固定材料。本发明专利技术的水凝胶敷料在伤口需要进一步治疗时，可通过10mw/cm

【技术实现步骤摘要】
具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂及制法和含该交联剂的水凝胶敷料及制法
本专利技术属于生物医用敷料
，具体涉及一种具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂及制法和含该交联剂的水凝胶敷料及制法，含该交联剂制备的水凝胶敷料具体为紫外光降解壳聚糖水凝胶敷料。
技术介绍
水凝胶是一种以水为分散介质的凝胶，它一般由亲水聚合物通过化学交联或物理交联形成，它能大量的吸收水分不被水溶解。近年来水凝胶在生物医学领域中广泛应用。由于水凝胶和细胞外基质的理化性质相近具有生物的柔软性和相容性，因此水凝胶是一种非常理想的伤口敷料。水凝胶作为伤口敷料时能较好的维持伤口的润湿环境、降低伤口温度并减轻疼痛。一款好的水凝胶敷料应具备操作简便、生物相容性好、能根据伤口调节形状、具有较好的组织粘附等性能。除了这些基础性能以外，特定类型的伤口对于敷料具有特定性质需求。能在应用部位由液态转变为固态的水凝胶常被称作可注射水凝胶。这种类型的水凝胶被广泛应用于组织工程、药物运输以及伤口敷料及密封胶等领域。对于二度烧伤和急性创伤来说可注射水凝胶是一类极具潜力的护理材料，一般来说可注射水凝胶对烧伤和急性创伤伤口治疗的过程中与组织间具有良好的贴合性，能形成较好的密封环境。然而在实际应用中，在需要进行伤口进一步治疗时，好的贴合性会导致凝胶难以去除，现有的机械去除的办法会导致伤口的二次创伤。因此可注射水凝胶敷料的选择性的快速、无痛去除的功能性探究受到大家广泛关注。目前应用于水凝胶敷料领域的高分子材料包括天然高分子和合成高分子两类，其中天然高分子主要为天然多糖或者天然蛋白质，由于其结构性质与来源均与人体中的生物大分子接近，因此具有较好的细胞相容性。壳聚糖是天然高分子几丁质脱乙酰基的产物，是自然界中仅次于纤维素的第二大类有机物。自从上世纪六十年代至今，许多科学家在生物医学领域使用壳聚糖及其衍生物进行研究。证明壳聚糖及其衍生物具有促进伤口愈合的功能。由于壳聚糖在生理环境下溶解度较低，因此医用研究主要聚焦于壳聚糖的水溶性衍生物的应用探索。
技术实现思路
本专利技术要解决现有水凝胶敷料在伤口再次治疗移除时会引发伤口疼痛和二次创伤的技术问题，提供一种具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂及制法和含该交联剂的水凝胶敷料及制法，含该交联剂的水凝胶敷料是一种可通过紫外光照射降解进而便于移除的壳聚糖水凝胶敷料。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：一种具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂，其结构式如式1所示：式中：n为整数，20≤n≤200；R1为氢、甲基或乙基。在上述技术方案中，所述聚乙二醇的分子量为8kDa。一种具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂的制备方法，包括以下步骤：首先按照合成路线1合成光响应小分子；(1)将间羟基苯乙酮、间羟基苯丙酮或间羟基苯甲醛，和三乙胺溶于乙酸乙酯中，在惰性气体保护和冰水浴的条件下滴入草酰氯的乙酸乙酯溶液获得中间体1；(2)将中间体1加入低温冷却的浓硫酸和浓硝酸混合液，搅拌反应，反应完毕加入水中搅拌过滤，得到中间体2；(3)将中间体2和4-溴丁酸甲酯和碳酸钾加入N,N-二甲基甲酰胺中，加热搅拌，反应完毕后倒入冰水中搅拌过滤，得到中间体3；(4)将中间体3溶于水中加入三氟乙酸，加热搅拌，反应完毕后冷却至室温过滤，重结晶得到中间体4；(5)将中间体4溶于乙醇，加入硼氢化钠，室温搅拌，反应完毕后加入盐酸酸化，二氯甲烷萃取，得到光响应小分子；其次按照合成路线2合成具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂；(6)将聚乙二醇和对甲基苯磺酰氯溶于二氯甲烷，并在惰性气体保护的条件下加入三乙胺反应，得到对甲基苯磺酸酯封端的聚乙二醇；(7)将对甲基苯磺酸酯封端的聚乙二醇和光响应小分子溶于N,N-二甲基甲酰胺，并加入氟化钾反应，得到紫外光响应结构封端的聚乙二醇；(8)将紫外光响应结构封端的聚乙二醇和N,N'-琥珀酰亚胺基碳酸酯溶于乙腈，并在惰性气体保护的条件下加入三乙胺反应，得到具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂；其合成路线如下：合成路线1合成路线2合成路线中，n为整数，20≤n≤200；R1为氢、甲基或乙基。一种水凝胶敷料，是由含有游离的氨基的水溶性壳聚糖衍生物和上述具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂组成；所述水溶性壳聚糖衍生物与封端改性聚乙二醇交联剂的质量比为：10-80mg：5-100mg。在上述技术方案中，所述水溶性壳聚糖衍生物与封端改性聚乙二醇交联剂的质量比为：40mg：20-50mg。在上述技术方案中，所述水溶性壳聚糖衍生物与封端改性聚乙二醇交联剂的质量比为：40mg：40mg。在上述技术方案中，所述水溶性壳聚糖衍生物为o-羟乙基壳聚糖。一种水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：将含有游离的氨基的水溶性壳聚糖衍生物和上述具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂分别溶于水中完全溶解后形成溶液，将这两种溶液混合震荡摇匀形成凝胶预聚体，放入37℃水浴中形成凝胶；所述水溶性壳聚糖衍生物与封端改性聚乙二醇交联剂的质量浓度比为：10-80mg/mL：5-100mg/mL。在上述技术方案中：所述水溶性壳聚糖衍生物与封端改性聚乙二醇交联剂的质量浓度比为：40mg/mL：20-50mg/mL。在上述技术方案中：所述水溶性壳聚糖衍生物与封端改性聚乙二醇交联剂的质量浓度比为：40mg/mL：40mg/mL。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供了一种新型结构的具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂，含有该交联剂的水凝胶敷料可通过紫外光照射降解进而便于移除。(2)本专利技术提供的水凝胶敷料所选用的大分子单体是含有游离的氨基的水溶性壳聚糖衍生物，优选为o-羟乙基壳聚糖，其结构中保留了全部活性氨基位点。一方面，这些位点是与封端改性聚乙二醇交联剂反应的结构位点；另一方面，氨基位点提供了壳聚糖结构的抗菌活性。此外壳聚糖能促进多形核中性粒细胞(PMN)细胞迁移，促进肉芽增殖诱导真皮成纤维细胞生长。(3)本专利技术提供的水凝胶敷料采用可注射的原位成胶方式形成，这种成胶方式对于伤口的形状具有非常好的适应性，同时这种成胶方式与预成胶的块状敷料相比贴合性更好，且不需要辅助固定材料。另外，本水凝胶敷料在常温下(20℃)成胶较慢(1-2min)，而在生理温度下(37℃)，成胶较为迅速(20-40s)，这有利于水凝胶敷料在使用中的操作。(4)本专利技术提供的水凝胶敷料可以通过调节封端改性聚乙二醇交联剂的加入量获得一系列强度的水凝胶敷料，这些水凝胶敷料具有较为适宜的力学强度和弹性，在皮肤表面具有一定的可弯曲性能。(5)十分重要的一点，本专利技术的水凝胶敷料在伤口需要进一步治疗时，可通过10mw/cm2的365nm紫外光进行区域选择性照射，实现凝胶的软化降解。与其他敷料相比这一功能可以避免凝胶移除时引发伤口疼痛，防止新生组织受到物理伤害导致二次创伤。(5)本专利技术的水凝胶敷料和伤口组织具有较好的粘附性，主要是因为壳聚糖中的游离氨基和羟基和皮肤及肌肉组织中的蛋白质和磷脂膜等结构中的羟基和氨基发生静电作用。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为实施例1中，光响应小分子4-(1-羟乙基)-4-硝基苯氧基)丁酸的合成路线图。图2为实施例1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂，其特征在于，其结构式如式1所示：

【技术特征摘要】
1.一种具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂，其特征在于，其结构式如式1所示：式中：n为整数，20≤n≤200；R1为氢、甲基或乙基。2.根据权利要求1所述的具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为8kDa。3.一种权利要求1所述的具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂的制法，其特征在于，包括以下步骤：首先按照合成路线1合成光响应小分子；(1)将间羟基苯乙酮、间羟基苯丙酮或间羟基苯甲醛，和三乙胺溶于乙酸乙酯中，在惰性气体保护和冰水浴的条件下滴入草酰氯的乙酸乙酯溶液获得中间体1；(2)将中间体1加入低温冷却的浓硫酸和浓硝酸混合液，搅拌反应，反应完毕加入水中搅拌过滤，得到中间体2；(3)将中间体2和4-溴丁酸甲酯和碳酸钾加入N,N-二甲基甲酰胺中，加热搅拌，反应完毕后倒入冰水中搅拌过滤，得到中间体3；(4)将中间体3溶于水中加入三氟乙酸，加热搅拌，反应完毕后冷却至室温过滤，重结晶得到中间体4；(5)将中间体4溶于乙醇，加入硼氢化钠，室温搅拌，反应完毕后加入盐酸酸化，二氯甲烷萃取，得到光响应小分子；其次按照合成路线2合成具有紫外光响应功能的封端改性聚乙二醇交联剂；(6)将聚乙二醇和对甲基苯磺酰氯溶于二氯甲烷，并在惰性气体保护的条件下加入三乙胺反应，得到对甲基苯磺酸酯封端的聚乙二醇；(7)将对甲基苯磺酸酯封端的聚乙二醇和光响应小分子溶于N,N-二甲基甲酰胺，并加入氟化钾反应，得到紫外光响应结构封端的聚乙二醇；(8)将紫外光响应结构封端的聚乙二醇和N,N'-琥珀酰亚胺基碳酸酯溶于乙腈，并在惰性气体保护的条件下加入三乙胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小牛，吴海洋，吕红英，秦泽昭，俞晓峰，屈宝留，袁黎光，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22