一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种S‑亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶及其制备方法应用。所述水凝胶由以下方法制得：(1)将巯基化多糖溶于水中得到A溶液；将S‑亚硝基硫醇溶于水中得到B溶液；(2)在搅拌状态下将B溶液加入到A溶液中并混合均匀，然后加入β‑GP调节体系pH至6.5～7.5，于37℃下孵育6～12h，得到S‑亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶。本发明专利技术的水凝胶可在人体生理条件下即可实现凝胶化并自发释放适量NO用于抑菌杀菌，可应用作为组织工程材料抗菌使用，且反应迅速、可在5～15min内凝胶化，原位成型、自动粘合，对任何形状、位置的创面都可有效的保护。在伤口敷料抗菌方面具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶及其制备方法与应用
本专利技术属于抗菌材料
，具体涉及一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
人类第一次认识到细菌是1683年，列文虎克首次用显微镜观察到细菌。自此，拉开了人类与细菌斗争的序幕。作为抗生素的代表，青霉素自专利技术使用以来就拯救了数百万伤员。它能够抑制或杀死细菌、真菌、病毒甚至是肿瘤。然而，近年来随着抗生素被滥用，这不仅会对治疗效果产生不利影响，而且会对人体产生严重的副作用，如致命的毒性或过敏反应。此外，过度使用或者盲目使用抗生素也会导致细菌的耐药性增加，许多抗生素已不再能杀死细菌，世界甚至可能进入“后抗生素时代”，这无疑会构成“恶性循环”灾难。为了追求更有效的治疗药物，有必要开发能够杀死或抑制细菌的其他产品。一氧化氮(NO)在人体内具有重要的生理和药理作用，体内NO不足可引发高血压、动脉粥样硬化、冠心病、急性心肌梗塞、肺肾疾病以及男性性功能异常等疾病。研究结果表明NO还能够抑制或杀死细菌。NO诱导亚硝化和氧化应激直接修饰膜蛋白，被认为在抗菌方面起着至关重要的作用。这种活性物质可能包括NO自由基(NO·)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)和过氧亚硝酸盐(ONOO)。这些氧化剂通过自由基诱导DNA链断裂，促进脂质过氧化，这种现象能够杀死癌细胞和细菌。然而，NO在体内具有较短的半衰期(1～5s)，并且与氧或者血红蛋白反应很容易失活，使NO减少，此时补充外源性NO是一种非常有必要的治疗措施。NO供体正是应这一临床需求产生的，不需要经过NO合酶催化，能够自发或者与其他物质作用产生NO的原位化合物，已被研究作为不稳定气态NO的替代物。但现有的供体材料存在NO负载量低，NO控释不容易掌控；有的甚至会产生亚硝胺(致癌物)，大部分抗菌效果不明显等问题。天然多糖材料如海藻酸钠、透明质酸、壳聚糖等多糖是自然界生物复合体中主要的有机成分，来源广泛，价格低廉，且这些材料具有良好的生物相容性和生物可降解性等，在组织工程研究中受到众多研究者的青睐，以天然多糖材料为原料进行组织工程研究是模拟天然组织的有效方法。因此，开发一种原料价廉易得，合成快速简单，NO负载量和释放量适宜，生物相容性好，抗菌效果优异的NO供体水凝胶具有十分重要的意义。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法。该制备方法以改性天然多糖为原料，和亚硝酸钠反应得到S-亚硝基硫醇，再和巯基化多糖基材料复合，控制凝胶的溶胀率、强度、降解速率等制备原位成型NO供体水凝胶。本专利技术另一目的在于提供上述方法制得的一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶。本专利技术的水凝胶原料来源丰富、操作简便、凝胶时间短，反应条件温和、凝胶性能可控，无需其他化学交联剂即可实现凝胶化。且本专利技术水凝胶可在人体生理条件下自发释放适宜NO。本专利技术再一目的在于提供上述一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的应用，特别适用于抗菌敷料。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将巯基化多糖溶于水中得到A溶液；将S-亚硝基硫醇溶于水中得到B溶液；(2)在搅拌状态下将B溶液加入到A溶液中并混合均匀，然后加入β-甘油磷酸钠(β-GP)调节体系pH至6.5～7.5，于37℃下孵育6～12h，得到淡黄色透明的S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶。优选的，步骤(1)所述巯基化多糖为巯基化透明质酸、巯基化海藻酸钠和巯基化壳聚糖中的至少一种。优选的，步骤(1)所述S-亚硝基硫醇为S-亚硝基海藻酸钠(SA-SNO)、S-亚硝基透明质酸(HA-SNO)和S-亚硝基壳聚糖(CS-SNO)中的至少一种。优选地，步骤(1)所述巯基化多糖与制备S-亚硝基硫醇所用的巯基化多糖相同。所述S-亚硝基硫醇由以下方法制得：将巯基化多糖配制成pH为3～4的酸性水溶液，于避光、0℃下加入亚硝酸钠，在该条件下反应1～3h，纯化，得到S-亚硝基硫醇，其中反应体系中巯基和亚硝基摩尔比为2:1～1:2。所述亚硝酸钠以亚硝酸钠水溶液的形式加入反应体系中，其中亚硝酸钠水溶液的浓度为5～15mg/mL。当所述巯基化多糖为巯基化海藻酸钠时，配制成的酸性巯基化海藻酸钠水溶液的浓度为5～20mg/mL。当所述巯基化多糖为巯基化透明质酸时，配制成的酸性巯基化透明质酸水溶液的浓度为4～10mg/mL。当所述巯基化多糖为巯基化壳聚糖时，配制成的酸性巯基化壳聚糖水溶液的浓度为3～10mg/mL。所述纯化的方法为：使用3500MWCO膜将产物混合物用去离子水透析8～12小时，冷冻后冻干，得到目标产物。优选的，步骤(1)所述A溶液的浓度为0.03～0.04g/mL；所述B溶液的浓度为0.01g/mL。优选的，步骤(2)所述B溶液中的S-亚硝基硫醇和A溶液中的巯基化多糖的摩尔量比为1:3～1:4。优选的，步骤(2)所述β-GP以β-GP水溶液的形式加入，所述β-GP水溶液的浓度为0.3～0.58g/mL。上述方法制得的一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶。所述S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶是一种NO供体，可以在人体生理条件下自发释放NO。上述一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的应用。所述应用优选在组织工程抗菌材料中的应用，更优选在抗菌辅料材料中的应用。本专利技术制备方法以改性天然多糖为原料，和亚硝酸钠反应得到S-亚硝基硫醇，再和巯基化多糖基材料复合，控制凝胶的溶胀率、强度、降解速率等制备得到凝胶性能可控的NO供体水凝胶。本专利技术的水凝胶原料来源广泛，合成反应条件温和、生物相容性好且性能可控，NO负载量和释放量可调，抗菌效果优异。且该水凝胶可有效保护手术创面，减少手术创面出血，具有消炎抗菌作用，促进伤口愈合，可应用作为组织工程材料，具有可注射性，且反应迅速、可在5～15min内凝胶化，原位成型、手术操作性强、手术过程中自动粘合，对任何形状、位置的创面都可有效的保护。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术的天然多糖基用水凝胶反应体系条件温和、容易操作和控制。(2)本专利技术的天然多糖基水凝胶来源丰富，原料易得。(3)本专利技术的巯基化多糖与亚硝酸钠合成S-亚硝基硫醇，反应简单快速，产率高，可得到适宜的NO供体。(4)本专利技术天然多糖基水凝胶可利用不同的官能团摩尔比及溶液浓度与S-亚硝基硫醇共混，控制凝胶的溶胀率、强度、降解速率以及NO的释放速率与释放量等，制备得到凝胶性能可控的水凝胶。(5)本专利技术的S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶可有效保护手术创面，减少手术创面出血，且具有消炎抗菌作用，能促进伤口愈合。(6)本专利技术的S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶反应快速，原位成型，粘度大，手术操作性强，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将巯基化多糖溶于水中得到A溶液；将S-亚硝基硫醇溶于水中得到B溶液；/n(2)在搅拌状态下将B溶液加入到A溶液中并混合均匀，然后加入β-甘油磷酸钠调节体系pH至6.5～7.5，于37℃下孵育6～12h，得到S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将巯基化多糖溶于水中得到A溶液；将S-亚硝基硫醇溶于水中得到B溶液；
(2)在搅拌状态下将B溶液加入到A溶液中并混合均匀，然后加入β-甘油磷酸钠调节体系pH至6.5～7.5，于37℃下孵育6～12h，得到S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶。


2.根据权利要求1所述一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述B溶液中的S-亚硝基硫醇和A溶液中的巯基化多糖的摩尔量比为1:3～1:4。


3.根据权利要求1所述一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述S-亚硝基硫醇为S-亚硝基海藻酸钠、S-亚硝基透明质酸和S-亚硝基壳聚糖中的至少一种；
步骤(1)所述巯基化多糖为巯基化透明质酸、巯基化海藻酸钠和巯基化壳聚糖中的至少一种；
步骤(1)所述巯基化多糖与制备S-亚硝基硫醇所用的巯基化多糖相同。


4.根据权利要求1或2或3所述一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述A溶液的浓度为0.03～0.04g/mL；所述B溶液的浓度为0.01g/mL。


5.根据权利要求1或2或3所述一种S-亚硝基硫醇/多糖基原位成型水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述β-GP以β-GP水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立华，刘桥，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44