一种抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料制造技术

本发明专利技术一种抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料，属于医用生物材料领域。本发明专利技术提供的抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料以胶原蛋白和苯甲醛封端的聚乙二醇为水凝胶基质，通过原位聚合的方式修饰以聚多巴胺。敷料具有良好机械性能、自愈合性能、粘附性能和生物相容性，能够延长其使用时间，减少更换创面敷料带来的二次伤害，且具备的良好的粘附性能贴合覆盖创面，尤其是关节部位的创面。敷料中聚合的多巴胺能够起到抑菌的作用，在短时间内对大肠杆菌和表皮葡萄球菌抑菌率均接近100％，全皮层切除的创面愈合实验也证明了该敷料具有创面修复的潜能。

Bacteriostasis type self healing hydrogel dressing for wound healing

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料
本专利技术涉及一种抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料，属于医用生物材料领域。
技术介绍
由于手术、烧伤和慢性溃疡，在世界范围内患有急、慢性皮肤伤口,需要进行临床护理的人数超过8000万，全球伤口护理市场规模超过200亿美元。尤其是慢性伤口通常需要频繁换药和长期住院治疗使患者身体受到限制，给患者带来了经济负担，严重降低了他们的生活质量。此外，这也给医疗系统带来了沉重的负担。基于水凝胶的伤口敷料是伤口护理中最有前景的材料之一，可满足敷料的重要要求，包括：保持伤口湿润，同时吸收大量渗出液，通过冷却减轻疼痛，轻柔覆盖敏感的下层组织，并有可能促进伤口的愈合。尽管市场上已经有许多基于水凝胶的敷料，但迫切需要新的伤口护理治疗方案，以解决当今老龄化社会中越来越多的严重急、慢性伤口问题。复杂的制备工艺，材料的安全性问题以及水凝胶特有的缺乏机械稳定性问题，阻碍了许多新方法的临床实施。为了满足临床需求，将需要开发克服这些缺点的新型水凝胶伤口敷料。胶原蛋白作为一种天然的生物活性分子，具有可生物降解、生物相容性强、能增强细胞粘附增殖和促进伤口修复等性能，目前已被广泛应用于伤口修复中。由于胶原蛋白本身机械性能不理想，通常可用戊二醛、京尼平和碳二亚胺等物质对胶原蛋白进行交联以提升其机械性能，但这些常用交联剂具有一定的毒性影响材料的后续应用。为了避免伤口感染，伤口敷料应具有良好的抗菌活性。特别是，抗生素的普遍使用导致越来越严重的细菌耐药性现象。研究人员通过将抗菌剂掺入敷料中或直接使用具有固有抗菌活性的材料来开发抗菌伤口敷料。与具有可释放抗菌剂的敷料相比，具有固有抗菌活性的敷料可能具有持久的抗菌活性，并降低了对组织的细胞毒性。聚多巴胺具有固有的抗菌活性，并在开发水凝胶伤口敷料方面具有提升材料粘附性能等优点。
技术实现思路
本专利技术拟解决现有水凝胶敷料机械性能差、粘附性能不佳、本身不具备抗菌性及无法促进伤口愈合等缺点，目的提供一种抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料及其制备方法，本专利技术提供的水凝胶敷料具有自愈合性能可延长其使用时间，能牢固贴合创面，具有优异的抗菌性和生物相容性，且该水凝胶敷料对创面的修复有明显的促进作用。本专利技术的第一个目的是提供一种制备抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料的方法，所述方法为：(1)将胶原蛋白溶解于水中得到胶原蛋白溶液，并将苯甲醛封端的聚乙二醇(APG)溶解于胶原蛋白溶液中形成胶原蛋白/APG的混合溶液；其中，胶原蛋白的氨基与聚乙二醇醛基的摩尔质量比为(0.4～3.5)：1；(2)将步骤(1)制备的混合溶液上覆盖8～15mM多巴胺溶液，静置一定时间后弃去模具中的多巴胺溶液；(3)对步骤(2)处理后的水凝胶采用超纯水润洗2～3次，即制备得到具有抑菌功能的水凝胶敷料。在一种实施方式中，胶原蛋白氨基与修饰后的聚乙二醇的醛基之间的摩尔比为0.4～3.5。在一种实施方式中，胶原蛋白氨基与修饰后的聚乙二醇的醛基之间的摩尔比为0.4、1.3或3.5。在一种实施方式中，醛基修饰后的聚乙二醇的浓度为0.3～2.9％。在一种实施方式中，胶原蛋白溶液的浓度为2～4％。在一种实施方式中，所述聚乙二醇是不同分子量的聚乙二醇的混合物。在一种实施方式中，所述聚乙二醇是聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000按照质量比为(23～34)：(37～55)：(80～120)的混合物。在一种实施方式中，所述步骤(1)是将浓度为2～4％(m/v)的胶原蛋白与浓度为0.23％～0.34％的聚乙二醇2000、浓度为0.37％～0.55％的聚乙二醇4000、浓度为0.8％～1.2％的聚乙二醇6000混合，于pH7.0～7.8静置5～30min。在一种实施方式中，所述苯甲醛封端的聚乙二醇是在聚乙二醇两端进行醛基化修饰；所述醛基化修饰的步骤为：(1)将聚乙二醇、对醛基苯甲酸按摩尔比(0.5～1.5)：(2～6)溶于无水四氢呋喃，向其中加入4-二甲基胺吡啶；(2)将N,N-二环己基碳酸二亚胺溶于无水四氢呋喃，逐滴加入步骤(1)制备的混合液，氮气保护下室温搅拌；(3)搅拌反应18～24h后过滤，取澄清溶液，缓慢滴入至大量无水乙醚中使产物沉淀；(4)过滤收集步骤(3)的沉淀后，将固体沉淀溶于无水四氢呋喃，再滴入至无水乙醚中沉降，重复三次，可纯化得到醛基化修饰的聚乙二醇。在一种实施方式中，所述方法包括如下步骤：(1)聚乙二醇的醛基化修饰：将聚乙二醇、对醛基苯甲酸、4-二甲基胺吡啶溶于无水四氢呋喃，其中聚乙二醇和对醛基苯甲酸的摩尔比为(0.5～1.5)：(2～6)；随后把与聚乙二醇质量比为(0.5～1.5)：(2.5～7.5)的N,N-二环己基碳酸二亚胺溶于无水四氢呋喃，逐滴加入上述混合液，氮气保护下室温搅拌。搅拌反应18～24h后过滤，收集澄清溶液，将澄清溶液缓慢滴入至大量无水乙醚中使产物沉淀。过滤收集沉淀后将固体沉淀溶于无水四氢呋喃，滴入无水乙醚中沉降，此过程重复三次，可纯化得到醛基化修饰的聚乙二醇。(2)Col/APG水凝胶的制备：将胶原蛋白溶解在超纯水中，在室温下形成2％～4％(m/v)的均匀Col溶液，并将所需量的醛基修饰的聚乙二醇溶解在胶原蛋白溶液中以形成APG浓度为0.3％～21.2％(m/v)的Col/APG混合溶液，将混合溶液转移至模具中，调节凝胶pH至7.0～7.8，静置一定时间后用超纯水润洗三次即可制备得到Col/APG水凝胶敷料。(3)PDA/Col/APG水凝胶的制备：在步骤(2)制备的Col/APG水凝胶敷料表面覆盖用由10mMTris-HCl(pH8.5)配制的0.1～20mg/mL的新鲜多巴胺溶液，静置6～24h后弃去模具中的多巴胺溶液，并用超纯水润洗三次即可制备得到PDA/Col/APG水凝胶敷料。本专利技术还要求保护应用所述方法制备的水凝胶敷料。本专利技术还要求保护所述方法在医药、日化领域制备创面修复材料方面的应用。有益效果：本专利技术提供的抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料以胶原蛋白和苯甲醛封端的聚乙二醇为水凝胶基质，通过原位聚合的方式修饰以聚多巴胺。敷料具有良好机械性能、自愈合性能、粘附性能和生物相容性，聚多巴胺本身的性能赋予了凝胶抑菌的作用，在短时间内对大肠杆菌和表皮葡萄球菌抑菌率均接近100％，全皮层切除的创面愈合实验也证明了该敷料具有创面修复的潜能。附图说明图1为本专利技术医用创面敷料的制备流程示意图。图2为Col/APG的储存模量和损耗模量，其中(a)为储存模量，(b)为损耗模量。图3为不同分子量APG联用的Col/APG的储存模量和损耗模量，其中(a)为储存模量，(b)为损耗模量。图4为3％Col-APG6000-1.2的宏观自愈合行为观察。图5为Col/APG的临界应变值。图6为Col/APG的交替应力扫描试验。图7为PDA/Col/APG的储存模量和损耗模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料的方法，其特征在于，以质量比为(2～4)：(0.3～21.2)的胶原蛋白和醛基化修饰的聚乙二醇制备水凝胶基质，通过原位聚合的方式修饰以聚多巴胺，形成水凝胶敷料。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备抑菌型促进创面修复的自愈合水凝胶敷料的方法，其特征在于，以质量比为(2～4)：(0.3～21.2)的胶原蛋白和醛基化修饰的聚乙二醇制备水凝胶基质，通过原位聚合的方式修饰以聚多巴胺，形成水凝胶敷料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将胶原蛋白溶解于水中得到胶原蛋白溶液，并将苯甲醛封端的聚乙二醇溶解于胶原蛋白溶液中形成胶原蛋白-聚乙二醇的混合溶液；其中，胶原蛋白的氨基与聚乙二醇醛基的摩尔比为(0.4～3.5)：1；
(2)将步骤(1)制备的混合溶液上覆盖8～15mM多巴胺溶液，静置一定时间后弃去多巴胺溶液；
(3)对步骤(2)处理后的水凝胶润洗2～3次，即制备得到具有抑菌功能的水凝胶敷料。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，胶原蛋白氨基与修饰后的聚乙二醇的醛基之间的摩尔比为0.4～3.5。


4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述聚乙二醇是聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种，或两种以上的混合物。


5.根据权利要4所述的方法，其特征在于，所述聚乙二醇是聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000按照质量比为(23～34)：(37～55)：(80～120)的混合物。


6.根据权利要2所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬华，周娟，周钰婷，宿丹丹，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32