一种三相水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种三相水凝胶及其制备方法和应用，该方法包括：步骤1，将活化后的乳糖酸溶液加入到第一壳聚糖溶液中，进行反应，并对反应后的体系进行后处理，得到乳糖酸改性壳聚糖；步骤2，按照预设比例，将第二壳聚糖溶液、乳糖酸改性壳聚糖溶液以及甘油磷酸钠溶液在冰水浴下进行混合，并对混合后得到的混合体系进行冷藏处理，得到该三相水凝胶。通过本发明专利技术的方法制备的一种由乳糖酸改性壳聚糖/壳聚糖/甘油磷酸钠(CSLA/CS/GP)组成的新型三相水凝胶，具有温敏特性，有较好的机械强度、生物黏附性、良好的细胞相容性、无细胞毒性，不会抑制GES‑1细胞增殖，在酸性环境下对细胞有更好的保护作用等优点，可作为术中生物材料被用于提升病变和促进伤口修复。

【技术实现步骤摘要】
一种三相水凝胶及其制备方法和应用
本专利技术属于医药环境化工领域，特别是涉及一种三相水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
内镜下粘膜剥离术(ESD)是一种常用的微创技术，因其简单、安全而被应用于早期胃肿瘤的切除。ESD程序的标准步骤一般包括：确定病变的范围和深度、标记病变边缘、粘膜下注射、粘膜切开、粘膜下剥离和伤口处理。为了便于病变组织的切除，通常采用粘膜下注射来建立垫层以抬高病变区域。然而，由于切除病变的深度至少达到粘膜下层，随着切除病变深度的增加，出血、穿孔等严重并发症的风险增加。另一种生物材料通常用于附着在创面上，促进创面修复。在ESD手术中，使用不同的生物材料来提升病灶并促进创面愈合，延长了手术时间，增加手术复杂性，这也可能增加不良事件的风险。降低风险的一种方法是开发一种既能抬高病变又能促进伤口修复的生物材料。在ESD术中，粘膜下注射以提升病变部位是安全剥离的关键。生理盐水是最广泛使用的溶液，但它消散迅速，导致需要多次注射。最近，其他液体包括高渗盐水、透明质酸、葡萄糖水、甘油、羟丙基甲基纤维素、自体血液和纤维蛋白原混合物已经被用于粘膜下注射。然而，上述解决方案都具有局限性。高渗盐水可通过渗透压梯度引起组织损伤和局部炎症反应。透明质酸价格昂贵、由于其高粘度难以注射，并且它可能刺激残留肿瘤组织的生长。使用高浓度葡萄糖水可能引起组织病理学损伤。注射甘油、高渗盐水和葡萄糖水后的坐垫高度在30分钟内降低到50％以下。羟丙基甲基纤维素可能引起抗原-抗体反应。自体血液和纤维蛋白原是增加感染风险的生物材料。另一方面，保护伤口不受腐蚀性胃环境的侵蚀和加速愈合对于防止ESD并发症是至关重要的，而电凝或止血夹等传统方法无法达到这一目的。因此，在现有技术中的，所使用的生物材料还需要进行改进。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种三相水凝胶及其制备方法和应用，其中，提供的三相水凝胶作为生物材料，不仅可以解决上述生物材料存在的问题，还可以达到提升病变和促进伤口修复的目的。第一方面，本专利技术提供了一种三相水凝胶，所述三相水凝胶为由乳糖酸改性壳聚糖/壳聚糖/甘油磷酸钠组成的网状多孔结构的三相水凝胶体系；所述乳糖酸改性壳聚糖是指：基于乳糖酸对壳聚糖进行改性，得到的所述乳糖酸改性壳聚糖；所述乳糖酸改性壳聚糖用于增强所述三相水凝胶体系的水凝胶前体溶液的水溶性；所述三相水凝胶中，所述乳糖酸改性壳聚糖和所述壳聚糖的总浓度为1～3％，所述甘油磷酸钠的浓度为4～6％。优选地，以所述乳糖酸改性壳聚糖和所述壳聚糖的总含量为基准，所述乳糖酸改性壳聚糖的含量为20％～80％。优选地，所述三相水凝胶包括：去离子水、醋酸以及缓冲溶液。优选地，所述缓冲溶液包括碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液、磷酸氢钠/磷酸氢二钠缓冲溶液中的一种。第二方面，本专利技术提供了一种三相水凝胶的制备方法，所述制备方法包括：步骤1，将活化后的乳糖酸溶液加入到第一壳聚糖溶液中，进行反应，并对反应后的体系进行后处理，得到乳糖酸改性壳聚糖；步骤2，按照预设比例，将第二壳聚糖溶液、乳糖酸改性壳聚糖溶液以及甘油磷酸钠溶液进行混合，并对混合后得到的混合体系进行冷藏处理，得到上述第一方面所述的三相水凝胶。优选地，在所述步骤1中，所述活化后的乳糖酸溶液的制备步骤包括：向所述乳糖酸溶液中加入N-羟基琥珀酰亚胺和碳二亚胺，进行酰胺反应，得到所述活化后的乳糖酸；其中，所述乳糖酸溶液的质量浓度为2.22％；所述酰胺反应的pH为4～6。优选地，在所述步骤1中，所述第一壳聚糖溶液的质量浓度为2％；所述反应的反应温度为室温，反应时间为15～36小时；所述后处理包括：向所述反应后的体系中加入乙醇，得到沉淀物；将所述沉淀物溶解在去离子水中，得到溶解体系；对所述溶解体系进行透析，并对所述透析后的溶解体系进行冷冻、干燥，得到所述乳糖酸改性壳聚糖；所述透析的时间为48～72小时。优选地，在所述步骤2中，所述预设比例根据所述三相水凝胶中所述乳糖酸改性壳聚糖的含量确定；所述第二壳聚糖溶液的质量浓度为3.33％；所述乳糖酸改性壳聚糖溶液的质量浓度为3.33％；所述甘油磷酸钠溶液的浓度为0.15g/ml；所述冷藏的温度为-5℃～5℃。优选地，所述第二壳聚糖溶液的配制方法为：按照质量浓度为3.33％的条件，将CS粉溶于1％醋酸中，配制得所述第二壳聚糖溶液；所述乳糖酸改性壳聚糖溶液的配制方法为：按照质量浓度为3.33％的条件，将乳糖酸改性壳聚糖溶于去离子水中，配制得所述乳糖酸改性壳聚糖溶液；所述甘油磷酸钠溶液的配制方法为：按照浓度为0.15g/ml的条件，通过去离子水溶解甘油磷酸钠，得到浓度为0.15g/ml的甘油磷酸钠溶液；将缓冲溶液加入所述浓度为0.15g/ml的甘油磷酸钠溶液中，混合均匀，并对混合后的体系进行冷藏保存，得到所述甘油磷酸钠溶液；其中，所述冷藏保存的温度为0℃～5℃。第三方面，本专利技术实施例提供了一种三相水凝胶的应用，将上述第一方面所述的三相水凝胶作为术中生物材料进行应用。本专利技术实施例提供了一种三相水凝胶及其制备方法和应用，三相水凝胶为由乳糖酸改性壳聚糖/壳聚糖/甘油磷酸钠组成的三相水凝胶。与现有技术相比，本专利技术的三相水凝胶具有以下优点：(1)本专利技术的三相水凝胶，由乳糖酸改性壳聚糖/壳聚糖/甘油磷酸钠(CSLA/CS/GP)组成，其中，CSLA结构中保留了一些氨基，进而保持了该三相水凝胶的温敏特性；并且，CSLA的加入也提高了三相水凝胶的机械强度和生物粘附性，同时使该三相水凝胶具有良好的细胞相容性。(2)本专利技术的三相水凝胶中，由于CSLA的加入，使得水凝胶前体溶液的水溶性得到了明显提高，进而使三相水凝胶在ESD过程中可以通过导管注入。其中，水凝胶前体溶液是指水凝胶成胶前的溶液，本专利技术中，用乳糖酸提高壳聚糖水溶性就是为了提高水凝胶的前体溶液的水溶性，进而提高低温下流动性，实现更好的注射。(3)本专利技术的三相水凝胶，采用的原料为壳聚糖、乳糖酸以及甘油磷酸钠，其中，乳糖酸改性壳聚糖和壳聚糖的总浓度为2％，甘油磷酸钠的浓度为6％，以该浓度制备的三相水凝胶具有无细胞毒性的特点，不抑制细胞增殖，在酸性环境下对细胞有更明显的保护作用。(4)本专利技术的三相水凝胶是一种热敏水凝胶，其作为三相水凝胶，在内镜黏膜剥离过程中，既能提升病变，又能促进伤口修复(5)在本专利技术的三相水凝胶中，乳糖酸改性壳聚糖和壳聚糖的总浓度范围为1～3％，甘油磷酸钠的浓度范围为4～6％，相对于现有的凝胶，本专利技术的凝胶中甘油磷酸钠的含量最低可为4％，在确保该凝胶无细胞毒性、不抑制细胞增值、在酸性环境下对细胞有明显的保护作用的前提下，本专利技术实现了以4％的甘油磷酸钠制备的凝胶，同样具有与以6％的甘油磷酸钠制备的凝胶相同性质的特点，提高了在制备凝胶过程中甘油磷酸钠的可控性，避免了甘油磷酸钠所用量的局限性。...

【技术保护点】
1.一种三相水凝胶，其特征在于，所述三相水凝胶为由水凝胶乳糖酸改性壳聚糖/壳聚糖/甘油磷酸钠组成的网络多孔结构的三相水凝胶；/n所述乳糖酸改性壳聚糖是指：基于乳糖酸对壳聚糖进行改性，得到的所述乳糖酸改性壳聚糖；所述乳糖酸改性壳聚糖用于增强所述三相水凝胶的水凝胶前体溶液的水溶性。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相水凝胶，其特征在于，所述三相水凝胶为由水凝胶乳糖酸改性壳聚糖/壳聚糖/甘油磷酸钠组成的网络多孔结构的三相水凝胶；
所述乳糖酸改性壳聚糖是指：基于乳糖酸对壳聚糖进行改性，得到的所述乳糖酸改性壳聚糖；所述乳糖酸改性壳聚糖用于增强所述三相水凝胶的水凝胶前体溶液的水溶性。


2.根据权利要求1所述的三相水凝胶，其特征在于，以所述乳糖酸改性壳聚糖和所述壳聚糖的总含量为基准，所述乳糖酸改性壳聚糖的含量为20％～80％。


3.根据权利要求1所述的三相水凝胶，其特征在于，所述三相水凝胶包括：去离子水、醋酸以及缓冲溶液。


4.根据权利要求3所述的三相水凝胶，其特征在于，所述缓冲溶液包括碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液、磷酸氢钠/磷酸氢二钠缓冲溶液中的一种。


5.一种三相水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤1，将活化后的乳糖酸溶液加入到第一壳聚糖溶液中，进行反应，并对反应后的体系进行后处理，得到乳糖酸改性壳聚糖；
步骤2，按照预设比例，将第二壳聚糖溶液、乳糖酸改性壳聚糖溶液以及甘油磷酸钠溶液进行混合，并对混合后得到的混合体系进行冷藏处理，得到上述权利要求1-4中任意一项所述的三相水凝胶。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述活化后的乳糖酸溶液的制备步骤包括：
向所述乳糖酸溶液中加入N-羟基琥珀酰亚胺和碳二亚胺，进行酰胺反应，得到所述活化后的乳糖酸；
其中，所述乳糖酸溶液的质量浓度为2.22％；所述酰胺反应的pH为4～6。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁暾，倪潘显志，叶胜，李任鹏，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51