一种具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法及其应用，该方法由透明质酸接枝多巴胺进行改性，而与季铵盐壳聚糖按体积比1：1混合均匀后，使用双氧水和辣根过氧化物酶催化交联成胶。该水凝胶该水凝胶可在急性皮肤损伤病灶处构建一种多功能水凝胶敷料，还可以应用于生物粘合剂。该水凝胶不仅具有黏附性能，还具有合适的成胶时间，超高的含水率，溶胀率，良好的抗氧化，抗菌，止血，自愈合能力，能够显著促进伤口愈合。显著促进伤口愈合。显著促进伤口愈合。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及皮肤伤口敷料制备技术，具体涉及一种具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]急性皮肤损伤的愈合不良是严重的医疗保健问题，近年来新兴起来的水凝胶具有作为新型伤口敷料的很多优点。水凝胶敷料应用到伤口愈合的研究和产品有很多，有些水凝胶已经应用到临床或者商业化生产。但是，目前制备的促进伤口愈合的水凝胶敷料，要么在功能上比较单一，要么水凝胶本身机械性能不足，不能满足理想水凝胶伤口敷料的要求。这主要是由于水凝胶材料本身功能单一和水凝胶交联方式所导致的。通过对材料进行接枝改性和应用不同材料的性能进行杂合，是一种得到多功能复合材料的简单、有效的方法。
[0003]水凝胶是一种高度交联、可溶胀、亲水的生物大分子聚合物。由于其良好的生物相容性、以及结构类似于细胞外基质呈三维多孔结构，用作伤口敷料在近些年中得到了广泛的研究。比如高含水率水凝胶可以为伤口愈合提供一个湿润的微环境，促进伤口的愈合；高溶胀率能够在伤口愈合的早期吸收伤口渗出液，有利于加速愈合；抗氧化能够提供一个低氧环境减轻伤口的炎症反应，促进愈合等等； 透明质酸、壳聚糖等都是水凝胶良好的天然来源原料。这些物质交联形成的水凝胶在伤口敷料领域有很好的应用。
[0004]透明质酸(Hyaluronic acid HA)：也称为玻尿酸，是细胞外基质的主要成分之一，它广泛分布于人体中，在玻璃体，滑液，皮肤中含量丰富。HA具有许多特殊的性质和生物学功能。首先，生物相容性很好；其次它具有很强的吸水能力，可用于制备水凝胶支架。最后，透明质酸还可以与细胞表面受体促进细胞分裂和迁移、血管生成，从而加速伤口愈合。HA已广泛用于皮肤组织工程和再生医学、水凝胶敷料以及美容领域。但是，单独HA水凝胶存在机械性能不足的问题。
[0005]多巴胺（Dopamine DA）：是一种酪氨酸的代谢衍生物，与贻贝的粘附蛋白具有相似的分子结构，DA的邻苯二酚基团具有优异的细胞亲和性和粘附性能，特别是在湿润环境下的黏附性。基于邻苯二酚的动态键很容易断裂，有效地耗散了能量，从而可以设计出具有出色韧性和可拉伸性的水凝胶。而且，动态键在损坏时可以可逆地构建，从而赋予水凝胶以快速的自愈能力。因此，多巴胺的引入有望赋予水凝胶抗氧化、粘附性、自愈合和高韧性。
[0006]壳聚糖季铵盐（Quaternary ammonium salt chitosan QCS）：壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、止血、抑菌、细胞亲和性等性质。成本低廉，性能优异使得壳聚糖在化妆品、抗菌剂、医用材料上具有广泛应用。但是，壳聚糖不溶于水，难溶解限制了其应用，所以本专利技术选用季铵盐改性后的壳聚糖，很好的解决了壳聚糖难溶解的问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种具有高粘附性复合功能水凝胶
的制备方法及其应用，该水凝胶克服了现有水凝胶功能单一，机械性能不足的缺陷，具有合适的成胶时间，超高的含水率，溶胀率，良好的抗氧化，抗菌，止血，自愈合能力，能够显著促进伤口愈合。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤A、氧化透明质酸（OHA）的制备：1)将1g透明质酸溶解在的100ml去离子水中搅拌均匀得到透明凝胶溶液；2)将0.54g高碘酸钠溶解在的5ml去离子水中，添加透明凝胶溶液室温下避光搅拌反应4
‑
6h；3)反应结束后，向反应体系中滴加1ml乙二醇和过量的高碘酸钠，搅拌反应1h终止反应，然后将反应液利用透析分子量8000D的透析袋透析3天后，取溶液放置于
‑
80℃温度下冷冻12 h，最后使用冷冻干燥机处理2
‑
3天，直至样品内水分被完全抽干，备用；步骤B、氧化透明质酸接枝多巴胺的制备：1)将1gOHA溶解在的100ml去离子水中，待完全溶解后，充氮气保护；氮气保护气氛下将1.517g EDC和0.9102g NHS缓慢加入到氧化透明质酸溶液中，搅拌0.5
‑
1h，得到混合液；2）向上述混合液中加入1.211g DA，反应液氮气保护氛围下室温反应过夜，反应后，反应液在pH=5的的酸性环境中利用透析分子量8000D的透析袋透析3天后，取溶液放置于
‑
80℃温度下冷冻12 h，最后使用冷冻干燥机处理2
‑
3天，直至样品内水分被完全抽干，所得材料
‑
20
°
C储存备用；步骤C、QCS的制备：在1gQCS中加入20mL的PBS，搅拌器中搅拌1.5
‑
3h，呈透明凝胶状时即可，得到壳聚糖季铵盐溶液，常温存储备用；步骤D、具有高粘附性复合功能水凝胶的制备：1)先采用1ml的PBS溶解氧化透明质酸接枝多巴胺制备浓度为2%
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6%的氧化透明质酸接枝多巴胺溶液；2)在不同浓度的氧化透明质酸接枝多巴胺溶液中分别加入100μL的4%
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6%的壳聚糖季铵盐溶液，混合均匀；3）在不同浓度的氧化透明质酸接枝多巴胺溶液中分别加入2μL的0.5% H2O2溶液，搅拌均匀，再加入2μL的辣根过氧化物酶，再次搅拌均匀，静置成胶即可。
[0009]如上述的具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，所述具有高粘附性复合功能水凝胶由透明质酸接枝多巴胺进行改性，而与季铵盐壳聚糖按体积比1：1混合均匀后，使用双氧水和辣根过氧化物酶催化交联成胶。
[0010]如上述的具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，步骤A中所述透明质酸的分子量为105‑
107，优选为105‑
106。
[0011]如上述的具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，步骤B中多巴胺为盐酸多巴胺。
[0012]如上述的具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，步骤C中所述壳聚糖为季铵盐壳聚糖，季铵盐取代度为90%。
[0013]如上述的具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，所述辣根过氧化物酶为0.1u/mL。
[0014]如上述的具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，该水凝胶应用于可在急性皮肤损伤病灶处构建一种多功能水凝胶敷料，还可以在应用于生物粘合剂。
[0015]与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：1、本专利技术水凝胶制备过程简便，可重复性好，为开发新型自黏附伤口敷料提供一种创新简单方法。
[0016]2、本专利技术的水凝胶不仅具有黏附性能，还具有合适的成胶时间，超高的含水率，溶胀率，良好的抗氧化，抗菌，止血，自愈合能力，能够显著促进伤口愈合。
附图说明
[0017]图1为本专利技术方法中水凝胶制备示意图；图2为氧化透明质酸，氧化透明质酸接枝多巴胺的检验；图3为水凝胶的可塑性，可注射性能；图4为水凝胶的微观形貌图；图5为不同浓度OHA
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DA水凝胶含水率；图6为不同浓度OHA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高粘附性复合功能水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、氧化透明质酸的制备：将1g透明质酸溶解在100ml去离子水中搅拌均匀得到透明凝胶溶液；将0.54g高碘酸钠溶解在的5ml去离子水中，添加透明凝胶溶液室温下避光搅拌反应4
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6h；反应结束后，向反应体系中滴加1ml乙二醇和过量的高碘酸钠，搅拌反应1h终止反应，然后将反应液利用透析分子量8000D的透析袋透析3天后，取溶液放置于
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80℃温度下冷冻12 h，最后使用冷冻干燥机处理2
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3天，直至样品内水分被完全抽干，备用；步骤B、氧化透明质酸接枝多巴胺的制备：将1gOHA溶解在100ml去离子水中，待完全溶解后，充氮气保护；氮气保护下将1.517g EDC和0.9102g NHS缓慢加入到氧化透明质酸溶液中，搅拌0.5
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1h，得到混合液；2）向上述混合液中加入1.211g 多巴胺（DA），反应液氮气保护氛围下室温反应过夜，反应后，反应液在pH=5的的酸性环境中利用透析分子量8000D的透析袋透析3天后，取溶液放置于
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80℃温度下冷冻12 h，最后使用冷冻干燥机处理2
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3天，直至样品内水分被完全抽干，所得材料
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20℃储存备用；步骤C、QCS的制备：在1gQCS中加入20mL的PBS，搅拌器中搅拌1.5
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3h，呈透明凝胶状时即可，得到壳聚糖季铵盐溶液，常温存储备用；步骤D、具有高粘附性复合功能水凝胶的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琨，李建康，崔龙龙，李敬安，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：