一种控释抗菌复合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控释抗菌复合水凝胶，其包括水凝胶基体、以及负载于所述水凝胶基体中的金属多酚胶囊；所述水凝胶基体由甲基丙烯酸化透明质酸与甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白交联形成，所述金属多酚胶囊包括如下组分：表没食子儿茶素‑3‑没食子酸酯和铜离子。本发明专利技术将EGCG和铜离子形成Cu‑EGCG配位网络，制得金属多酚胶囊并将其负载到水凝胶中，实现了EGCG和铜离子的持续缓释释放，在促进伤口血管生成的同时，抑制伤口发炎，提高了EGCG的生物利用度，降低了铜离子的毒性，更利于慢性伤口的愈合。同时，HAMA与Sil‑MA的复合交联可形成双网络结构的水凝胶，不仅具有良好的生物相容性，保持了聚合物的原始性能，而且还具有更好的机械性能，更符合伤口敷料的应用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种控释抗菌复合水凝胶及其制备方法与应用
本专利技术属于医用生物材料
，具体涉及一种控释抗菌复合水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
皮肤在保持动态平衡、以及防止微生物和化学物质的入侵方面起着至关重要的作用，是防止人体受到伤害、感染和脱水的第一道防线。但是，愈合能力有限的皮肤也极易受到诸如烧伤、青肿等创伤的伤害。通常，皮肤再生的优选选择是自体皮肤移植，但是供体皮肤的供不应求和在供体部位出现不可避免的新伤口限制了其广泛应用。因此，如今，伤口敷料已成为皮肤修复的主流疗法，以应对每年高的皮肤损伤发生率。性能优良的伤口敷料应含有促进组织再生的成分，同时还需具备抗炎、抗菌和促血管化的成分。在各种类型的伤口敷料中，水凝胶具有独特的优势，例如保持潮湿的伤口环境，加速创口愈合，因而与其他材料相比，水凝胶被认为是最有希望的候选者。相比于生物惰性合成聚合物，基于天然聚合物的水凝胶具有令人满意的生物相容性和生物活性，受到越来越多的关注。透明质酸(HA)是一种天然聚合物，也是具有高保水能力和弹性的多糖，对伤口愈合有促进作用，是粘弹性组织的重要组成部分。但是，HA的机械强度较差，对细胞不具备粘性，由此阻碍了其在生物医学领域的应用。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种控释抗菌复合水凝胶及其制备方法与应用。为达到其目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种控释抗菌复合水凝胶，其包括水凝胶基体、以及负载于所述水凝胶基体中的金属多酚胶囊；所述水凝胶基体由甲基丙烯酸化透明质酸与甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白交联形成，所述金属多酚胶囊包括如下组分：表没食子儿茶素-3-没食子酸酯和铜离子。表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)是绿茶中含量最丰富的多酚化合物，具有多种药理特性，包括杀菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、促血管生成和抗癌作用。但是，若将EGCG直接负载到水凝胶中，会导致EGCG的生物利用度较低和代谢过快，不利于慢性伤口的愈合。此外，铜离子可有效促进血管生成和诱导VEGF的分泌，然而，铜引起毒性风险的增加限制了其广泛应用。本专利技术将EGCG和铜离子形成配位网络，以金属多酚胶囊的形式负载到水凝胶中，实现了EGCG和铜离子的持续缓释释放，将EGCG精确地递送至伤口部位并以控释方式释放多酚物质，提高了EGCG的生物利用度，并降低了铜离子的毒性。而且，EGCG与铜离子联用，不仅可促进伤口血管生成，还能抑制炎症发生，更利于加速创口愈合。同时，甲基丙烯酸化透明质酸(HAMA)与甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白(Sil-MA)的复合交联可形成双网络结构的水凝胶，不仅具有良好的生物相容性，保持了聚合物(即HAMA和Sil-MA)的原始性能，而且还具有更好的机械性能，更符合伤口敷料的应用要求。本专利技术还提供了一种所述控释抗菌复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸化透明质酸、甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白、金属多酚胶囊和光引发剂加入去离子水中溶解，然后经光交联固化制得所述控释抗菌复合水凝胶。优选地，所述控释抗菌复合水凝胶的制备方法中，按去离子水的体积计，甲基丙烯酸化透明质酸的添加量为0.5w/v％～2w/v％，更优选为1w/v％。优选地，所述控释抗菌复合水凝胶的制备方法中，按去离子水的体积计，甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白的添加量为4w/v％～12w/v％，更优选为8w/v％。优选地，所述控释抗菌复合水凝胶的制备方法中，按去离子水的体积计，金属多酚胶囊的添加量为0.00125w/v％～0.05w/v％，更优选为0.025w/v％。优选地，所述控释抗菌复合水凝胶的制备方法中，按去离子水的体积计，光引发剂的添加量为0.01w/v％～0.5w/v％，更优选为0.1w/v％。优选地，所述控释抗菌复合水凝胶的制备方法中，光交联反应条件为紫外光照射10～120s，优选为30s。优选地，所述金属多酚胶囊的制备方法，包括如下步骤：将表没食子儿茶素-3-没食子酸酯、铜盐溶液和CaCO3颗粒混合，得到浆液，将浆液进行涡旋处理后，加入洗涤液洗除多余的表没食子儿茶素-3-没食子酸酯和铜盐，最后获得表面包裹有膜层的CaCO3颗粒，所述膜层由表没食子儿茶素-3-没食子酸酯与铜离子配位键合形成；重复上述包覆过程，即可获得表面包裹有至少一层所述膜层的CaCO3颗粒；最后，将表面包裹有膜层的CaCO3颗粒浸入EDTA溶液中，去除CaCO3颗粒，获得金属多酚胶囊。优选地，所述金属多酚胶囊的制备方法中，表没食子儿茶素-3-没食子酸酯的加入量为1～10mg，铜盐溶液的加入量为0.5mL，铜盐溶液的浓度为12～48mM，CaCO3颗粒的加入量为16～20mg。优选地，所述洗涤液为MOPS缓冲溶液。优选地，所述甲基丙烯酸化透明质酸的制备方法，包括如下步骤：将透明质酸完全溶于水中，然后加入甲基丙烯酸酐，调节pH值至8～9，常温下反应4～12h，透析，冷冻干燥，得到甲基丙烯酸化透明质酸。优选地，所述甲基丙烯酸化透明质酸的制备方法中，按质量体积比计，透明质酸：甲基丙烯酸酐＝2g:1～3mL，更优选为2g:1.6mL。优选地，所述甲基丙烯酸化透明质酸的制备方法中，透析截留的分子量为3500Da。优选地，所述甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸缩水甘油酯加入丝素蛋白溶液中，进行接枝反应，反应完成后，离心，取上清液，过滤，透析，冷冻干燥，得到甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白。优选地，所述甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白的制备方法中，透析截留的分子量为12～14kDa。本专利技术还提供了所述控释抗菌复合水凝胶在医用敷料中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术将EGCG和铜离子形成Cu-EGCG配位网络，制得金属多酚胶囊并将其负载到甲基丙烯酸化透明质酸与甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白交联形成的复合水凝胶中，实现了EGCG和铜离子的持续缓释释放，在促进伤口血管生成的同时，抑制伤口发炎，提高了EGCG的生物利用度，降低了铜离子的毒性，更利于慢性伤口的愈合。同时，HAMA与Sil-MA的复合交联可形成双网络结构的水凝胶，不仅具有良好的生物相容性，保持了聚合物的原始性能，而且还具有更好的机械性能，更符合伤口敷料的应用要求。附图说明图1为实施例2制备的HAMA聚合物的核磁氢谱图；图2为实施例3制备的Sil-MA聚合物的核磁氢谱图；图3为实施例1制备的Cu-EGCG的扫描电镜图；图4为对比例2、对比例5和实施例5和制备的水凝胶的扫描电镜图；其中，A为对比例2制备的水凝胶的扫描电镜图，B为对比例5制备的水凝胶的扫描电镜图，C为实施例5制备的水凝胶的扫描电镜图；图5为对比例2、对比例4、对比例5、对比例6和实施例5制备的水凝胶的溶胀性能图；图6为实施例5制备的水凝胶的铜离子的释放性能曲线图；图7为实施例5制备的水凝胶的EGCG的释放性能曲线图；图8为对比例5、实施例4～6制备的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控释抗菌复合水凝胶，其特征在于，包括水凝胶基体、以及负载于所述水凝胶基体中的金属多酚胶囊；所述水凝胶基体由甲基丙烯酸化透明质酸与甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白交联形成，所述金属多酚胶囊包括如下组分：表没食子儿茶素-3-没食子酸酯和铜离子。/n

【技术特征摘要】
1.一种控释抗菌复合水凝胶，其特征在于，包括水凝胶基体、以及负载于所述水凝胶基体中的金属多酚胶囊；所述水凝胶基体由甲基丙烯酸化透明质酸与甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白交联形成，所述金属多酚胶囊包括如下组分：表没食子儿茶素-3-没食子酸酯和铜离子。


2.一种如权利要求1所述的控释抗菌复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将甲基丙烯酸化透明质酸、甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白、金属多酚胶囊和光引发剂加入去离子水中溶解，然后经光交联固化制得所述控释抗菌复合水凝胶。


3.如权利要求2所述的控释抗菌复合水凝胶的制备方法，其特征在于，按去离子水的体积计，所述甲基丙烯酸化透明质酸的添加量为0.5w/v％～2w/v％，所述甲基丙烯酸酯改性丝素蛋白的添加量为4w/v％～12w/v％，所述金属多酚胶囊的添加量为0.00125w/v％～0.05w/v％，所述光引发剂的添加量为0.01w/v％～0.5w/v％。


4.如权利要求2所述的控释抗菌复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述光交联反应条件为紫外光照射10～120s。


5.如权利要求2所述的控释抗菌复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述金属多酚胶囊的制备方法，包括如下步骤：将表没食子儿茶素-3-没食子酸酯、铜盐溶液和CaCO3颗粒混合，得到浆液，将浆液进行涡旋处理后，加入洗涤液洗除多余的表没食子儿茶素-3-没食子酸酯和铜盐，最后获得表面包裹有膜层的CaCO3颗粒，所述膜层由...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，胡圣学，冯龙宝，
申请(专利权)人：广州贝奥吉因生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44