一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶及其制备方法和应用。本发明专利技术将抗菌肽接枝到透明质酸钠中，形成透明质酸钠和抗菌肽的复合物，进而将透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液与富血小板血浆混合均匀后，再与氧化葡聚糖溶液混合，形成负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶。本发明专利技术制备得到的水凝胶可生物降解，具有良好的力学性能和生物相容性，能够促进伤口愈合和组织再生，且具有长效无耐药性抗菌作用，可应用于慢性皮肤缺损创面修复。

Hydrogel loaded with platelet rich plasma and antibacterial peptide and preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医用材料
，具体涉及一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
伤口治疗是最重要和最具挑战性的健康问题之一。在美国，650万病人患有慢性创伤，每年花费250亿美元用于治疗。如果没有适当的治疗，皮肤伤口往往会受到细菌感染，从而延长炎症时间，扰乱再上皮化，抑制胶原的产生，延迟伤口愈合。受损的皮肤由于失去其自我保护机制，因而积累组织液导致伤口处病原体和微生物的大量入侵和繁殖，从而导致严重的伤口感染，延缓伤口愈合过程，引发伤口溃烂不愈。此外，一旦细菌附着在伤口表面，它们就会形成生物膜，生物膜是附着在细胞外聚合物中的细菌群落。这些生物膜保护细菌不受免疫系统和抗生素的影响，并释放导致脓毒症的内毒素，严重时会导致死亡。细菌感染被认为是影响伤口愈合的主要局部因素。细菌毒素能刺激炎症细胞在伤口部位分泌白介素-1和肿瘤坏死因子-α等促炎细胞因子，进而导致伤口愈合速度减慢。微生物研究表明，金黄色葡萄球菌在延缓近25～30％的慢性创面愈合中起着重要作用，许多由金黄色葡萄球菌引起的慢性溃疡不能愈合。金黄色葡萄球菌还表达多种毒力因子(如蛋白酶、核酸酶、脂肪酶、胶原酶和透明质酸酶)、表面蛋白(如蛋白A、纤维连接蛋白和胶原结合蛋白，以及聚集因子)和毒素(例如，毒性休克综合征毒素和肠毒素)，它们促进其与伤口组织的粘附，降低宿主的多形核中性粒细胞(PMN)功能和免疫应答。因此，预防细菌感染和生物膜的形成在伤口治疗中具有十分重要的意义。为了防止细菌感染和生物膜的形成，皮肤伤口和敷料都使用了青霉素和甲氧西林等抗生素。传统疗法，如敷料，外科清创术、植皮术和全身抗生素并不总能使慢性伤口获得满意的愈合。由于抗生素耐药细菌的出现，传统抗生素的使用减少了。目前，其他类型的抗菌材料，例如季铵盐化合物、银离子或纳米粒子或抗菌聚合物等，已用于伤口护理，特别是含银材料具有优异的抗菌效果。然而，这些替代材料要么具有相当大的不良影响(如细胞毒性、细菌耐药性问题)，要么效果不佳。近年来，抗菌肽(AMPs)作为一种新型抗菌材料受到了广泛的关注。一般来说，AMPs存在于哺乳动物、昆虫、鱼类、两栖动物甚至某些细菌中，与其他免疫应答一起在保护宿主免受入侵细菌、真菌或病毒侵害方面起着至关重要的作用。虽然AMPs具有不同的结构，但它们具有共同的结构特征，如具有a-螺旋构象的阳离子结构域和两亲结构域。据认为，这种结构通过破坏细菌细胞膜，在抗菌活性中起着关键作用。AMPs不仅具有快速杀灭细菌的作用，而且具有广谱的抗菌活性，具有较高的抗菌效果。此外，它们不会引起细菌耐药性，因此在长期使用中是相对安全的。例如，抗菌肽Nisin被食品和药物管理局(FDA)批准为食品防腐剂。此外，许多制药公司一直在尝试开发用于治疗的AMPs，其中一些已应用于临床试验。AMP(SWLSKTAKKLFKKIPKKIPKKRFPRPRPWPRPNMI)是具有23个氨基酸合成的短肽，是天蚕素抗菌肽的一种，具有很强的广谱抗菌活性和抑癌作用。通过在细菌的细胞膜积累并发生构象的变化进而破坏膜结构的完整性，导致细胞内容物外流，细菌细胞破裂，抗菌过程迅速，在接触微生物数秒里就能发生。AMP除了具有抗菌活性外，还具有多种生物活性，如脂多糖(LPS)的中和，炎症反应的调节和促进再上皮化(即迁移、增殖和上皮细胞的分化)，导致伤口愈合过程加速。在尽管这种多功能，AMP的使用是有限的因为潜在的细胞毒性和对蛋白水解的敏感性。为了减少其细胞毒性，增加其抗菌性稳定性，AMPs经常被固定在材料表面在各种生物医学应用中，如导尿管、骨或牙科植入物和人工角膜。然而，目前使用AMPs作为伤口敷料应用的研究较少。最近的研究报告表明，富血小板血浆(PRP)治疗可提高创面愈合率。PRR是多种生长因子的天然蓄积物，例如血小板衍生生长因子(PDGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、表皮生长因子(EGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素生长因子(IGF)、骨钙素、骨连接蛋白、纤维蛋白原、维甲酸、纤维蛋白原和血小板反应素。这些生长因子在调节间充质细胞的合成、增殖和愈合过程中的细胞外基质合成方面起着重要的作用。PRP还抑制细胞因子的释放，抑制炎症，从而促进伤口愈合和组织再生，促进新生毛细血管生成，加速慢性创伤的上皮化。在伤口治疗中，通常采用性能优良的包扎材料来促进伤口愈合，其中水凝胶具有高含水量、灵活的力学性能和良好的生物相容性，被认为是有前途的临床应用材料。首先，通过提供多孔结构和合适的溶胀比，水凝胶基质可以允许氧的存在，去除伤口渗出液，维持潮湿的伤口床以促进伤口愈合。其次，具有固有抗菌性能的水凝胶受到了生物材料研究人员的广泛关注。最后，与传统的伤口敷料(纱布和棉毛)不同，生物降解的水凝胶敷料易于剥离和自发降解，避免了换药过程中的疼痛和二次损伤。考虑到上述标准，同时具有组织再生的成分和防止细菌生长的抗菌药物的水凝胶是治疗慢性伤口的理想材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶及其制备方法和应用，该水凝胶兼具有长效抗菌性能与创面修复性能。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将抗菌肽加入到透明质酸溶液中，搅拌均匀后获得反应液；取1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和1-羟基苯并三唑溶于二甲基亚砜和水的混合液中，调节pH，得到混合溶液；将混合溶液加入到反应液中，反应完成后，经透析、冷冻干燥，得到透明质酸钠和抗菌肽的复合物；(2)配制透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液，并在透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液中加入富血小板血浆，混合均匀后加入氧化葡聚糖溶液，搅拌均匀，凝胶化后得到负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶。本专利技术首先将抗菌肽通过酰胺键接枝到透明质酸钠中，有利于提高抗菌肽的缓释效果，使抗菌肽能够实现长期缓慢的释放，进而将透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液与富血小板血浆混合均匀后，再与氧化葡聚糖溶液混合，形成负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶，该水凝胶兼具有良好的力学性能，以及长效抗菌性能与创面修复性能。优选地，所述抗菌肽包括类天蚕素抗菌肽、人源抗菌肽LL-37中的至少一种。优选地，透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液中透明质酸钠和抗菌肽的复合物的浓度为1w/v％～10w/v％，优选为2-3w/v％；氧化葡聚糖溶液中氧化葡聚糖的浓度5w/v％～30w/v％，优选为10-14w/v％，透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液与氧化葡聚糖溶液的体积比为(1-10)：(1-10)，优选为1:1，制备得到的水凝胶具有较好的生物相容性和力学性能。富血小板血浆添加有助于提高水凝胶的创面修复性能，但富血小板血浆含量太高会导致成胶效果不好，含量太低则有效成分太少，促进伤口愈合效果不明显，优选地，所述步骤(2)中，透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液与富血小板血浆的体积比为(5-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将抗菌肽加入到透明质酸溶液中，搅拌均匀后获得反应液；取1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和1-羟基苯并三唑溶于二甲基亚砜和水的混合液中，调节pH，得到混合溶液；将混合溶液加入到反应液中，反应完成后，经透析、冷冻干燥，得到透明质酸钠和抗菌肽的复合物；/n(2)配制透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液，并在透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液中加入富血小板血浆，混合均匀后加入氧化葡聚糖溶液，搅拌均匀，凝胶化后得到负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将抗菌肽加入到透明质酸溶液中，搅拌均匀后获得反应液；取1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和1-羟基苯并三唑溶于二甲基亚砜和水的混合液中，调节pH，得到混合溶液；将混合溶液加入到反应液中，反应完成后，经透析、冷冻干燥，得到透明质酸钠和抗菌肽的复合物；
(2)配制透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液，并在透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液中加入富血小板血浆，混合均匀后加入氧化葡聚糖溶液，搅拌均匀，凝胶化后得到负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶。


2.根据权利要求1所述的负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述抗菌肽包括类天蚕素抗菌肽、人源抗菌肽LL-37中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液中透明质酸钠和抗菌肽的复合物的浓度为1w/v％～10w/v％，优选为2-3w/v％；氧化葡聚糖溶液中氧化葡聚糖的浓度5w/v％～30w/v％，优选为10-14w/v％，透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液与氧化葡聚糖溶液的体积比为(1-10)：(1-10)，优选为1:1。


4.根据权利要求3所述的负载富血小板血浆和抗菌肽的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，透明质酸钠和抗菌肽的复合物溶液与富血小板血浆的体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建慧，程柳柳，
申请(专利权)人：壹齐生物科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44