多功能水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能水凝胶及其制备方法，其是包括由醇类

【技术实现步骤摘要】
多功能水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，更具体地，本专利技术涉及一种多功能水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]细菌感染是皮肤创面愈合和再生最常见的问题，因感染引起的严重炎症反应不仅明显增加创面感染诱发的疾病数量，而且使正常炎症期因为有害酶、氧自由基和炎性细胞的释放而延长，最终导致组织破坏，使创面进一步恶化，很难愈合。此外，创面被细菌感染后容易形成细菌生物被膜，生物被膜中的细菌将自身包裹在一种细胞外聚合物(EPS)屏蔽基质中。EPS基质可以作为保护屏障，不仅保护细菌免受宿主先天免疫细胞的侵害，同时也防止抗菌剂的渗透。因此使用抗生素很难将其彻底清除，只能杀死被膜表面或血中引起感染发作的游离细菌。当机体抵抗力下降时，生物被膜中存活的细菌又可以释放出来，重新引发感染。而且，由于EPS的封装，生物膜微环境缺氧，导致无氧糖酵解，形成酸性和高还原性的微环境。例如，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物膜微环境的pH值为5.5甚至更低，大肠杆菌生物膜中还原性谷胱甘肽(GSH)的浓度高达10mM。生物被膜犹如一个“菌巢”，导致感染反复发作，形成慢性感染性创面，长期不能愈合，不仅给患者带来极大的痛苦，也给社会造成巨大的经济负担。
[0003]目前，临床上的治疗方法包括新型敷料的应用、抗生物膜疗法、负压封闭引流、高压氧疗法、生长因子治疗和干细胞疗法等。在各种新型敷料中，水凝胶因可提供湿润的微环境、可吸收组织渗透液和抗感染等特性已成为最有前景的创面敷料。但是，大多数传统水凝胶往往缺乏多功能特性，需要借助其他辅助手段来促进感染性创面愈合。用于感染性创面愈合的理想水凝胶应具备以下特点：适当的机械性能、可自愈合、可快速止血、具有较强的组织粘附性、抗菌活性和良好的生物相容性等。例如：自愈合水凝胶可以在创面修复过程中保持结构稳定；具有较强组织粘附性的水凝胶可以较好地附着在创面部位，在愈合过程不会脱落，可使创面在整个愈合过程中保持湿润的微环境，减少疤痕的形成；水凝胶快速的止血能力可在创面愈合早期快速止血，避免组织失血过多利于创面愈合；具有抗菌活性的水凝胶可以有效抵抗细菌感染，减少细菌生物被膜形成和创面部位的炎症反应；良好的生物相容性可以降低水凝胶的细胞毒性，还可促进细胞增殖。虽然临床上已出现不少水凝胶伤口敷料，如：康惠尔、Tegaderm
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、爱肤宁和聚氨酯凝胶等，但其价格昂贵，用于感染性创面治疗不能有效解决破坏细菌生物被膜、改善创面微环境、抗感染能力差、组织粘附性弱和愈合差等关键问题。
[0004]因此，开发具有多功能特性的新型水凝胶用于感染性创面愈合治疗迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的之一是提供一种多功能水凝胶，该多功能水凝胶具有促进感染性皮肤创面愈合的功能，还具有实现止血、抗细菌感染的作用。
[0006]实现上述专利技术目的的具体技术方案包括如下：
[0007]一种多功能水凝胶，其是包括由醇类
‑
阳离子聚合物的水溶液、醛基化生物医用高分子的水溶液和3,3'
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二硫代双(丙酰肼)的水溶液制备而成。
[0008]在其中一些实施例中，所述醇类
‑
阳离子聚合物中的醇类为丙三醇、季戊四醇或聚乙二醇；和/或所述醇类
‑
阳离子聚合物中的阳离子聚合物为ε
‑
聚赖氨酸或羧甲基壳聚糖。
[0009]在其中一些实施例中，所述醇类
‑
阳离子聚合物通过以下方法制备得到：将醇类化合物与对甲苯磺酰氯反应制备醇
‑
Ots；再将醇
‑
Ots与阳离子聚合物反应制备醇
‑
阳离子聚合物。
[0010]在其中一些实施例中，所述醛基化生物医用高分子为醛基化Pluronic F127、醛基化透明质酸、醛基化普鲁兰多糖和醛基化葡聚糖中的一种或几种。
[0011]在其中一些实施例中，所述醛基化Pluronic F127是通过以下方法制备而得：将Pluronic F127与对甲苯磺酰氯反应制备F127
‑
Ots；再将F127
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Ots与4
‑
羟基苯甲醛和碳酸钾反应制备醛基化Pluronic F127。
[0012]在其中一些实施例中，所述醛基化透明质酸是通过透明质酸与高碘酸钠反应制备而得；所述醛基化普鲁兰多糖是通过普鲁兰多糖与高碘酸钠反应制备而得；所述醛基化葡聚糖是通过葡聚糖与高碘酸钠反应制备而得。
[0013]在其中一些实施例中，所述醇类
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阳离子聚合物的水溶液、醛基化生物医用高分子的水溶液、和3,3'
‑
二硫代双(丙酰肼)的水溶液的体积比为1～10：16～30：1～10，所述醇类
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阳离子聚合物的水溶液的质量浓度为2％～30％，所述醛基化生物医用高分子的水溶液的质量浓度为5％～40％，所述3,3'
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二硫代双(丙酰肼)的水溶液的质量浓度为1％～10％。
[0014]在其中一些实施例中，所述醇类
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阳离子聚合物的水溶液的质量浓度为5％～20％；和/或所述醛基化生物医用高分子的水溶液的质量浓度为5％～30％；和/或所述3,3'
‑
二硫代双(丙酰肼)的水溶液的质量浓度为5％～10％。
[0015]在其中一些实施例中，步骤(2)中所述醇类
‑
阳离子聚合物的水溶液、醛基化生物医用高分子的水溶液和3,3'
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二硫代双(丙酰肼)的水溶液的体积比为1～8：18～24：1～8。
[0016]本专利技术还提供了一种上述多功能水凝胶的制备方法，具体技术方案包括如下：
[0017]一种多功能水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将醇类
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阳离子聚合物的水溶液和3,3'
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二硫代双(丙酰肼)的水溶液混匀后，加入至醛基化生物医用高分子的水溶液中，室温放置5min～24h，即得。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019](1)、本专利技术的多功能水凝胶中，专利技术人通过选择合适的醇类化合物与具有较强抗菌性的阳离子聚合物改性成为具有较好生物相容性的醇类
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阳离子聚合物，并将生物医用高分子醛基化得到含有醛基的高分子化合物，再加入具有二硫键的DTPH通过席夫碱反应得到具有多功能的水凝胶(GAD)，在此构思下，该水凝胶(GAD)同时具有促进感染性创面愈合、止血、抗细菌感染、毒性小的多重功能。
[0020](2)、本专利技术所述多功能水凝胶，可自愈合、可快速止血，具有氧化还原响应性和较低的细胞毒性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌都具有较强的抗菌性，能有效抵抗细菌生物被膜，能有效促进小鼠细菌生物被膜感染性皮肤创面愈合，而且制备方法简单，成本低，环保(无有机溶剂残留)，毒性小，有望成为一种可同时实现
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能水凝胶，其特征在于，其是包括由醇类
‑
阳离子聚合物的水溶液、醛基化生物医用高分子的水溶液和3,3'
‑
二硫代双(丙酰肼)的水溶液制备而成。2.根据权利要求1所述的多功能水凝胶，其特征在于，所述醇类
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阳离子聚合物中的醇类为丙三醇、季戊四醇或聚乙二醇；和/或所述醇类
‑
阳离子聚合物中的阳离子聚合物为ε
‑
聚赖氨酸或羧甲基壳聚糖。3.根据权利要求1所述的多功能水凝胶，其特征在于，所述醇类
‑
阳离子聚合物通过以下方法制备得到：将醇类化合物与对甲苯磺酰氯反应制备醇
‑
Ots；再将醇
‑
Ots与阳离子聚合物反应制备醇
‑
阳离子聚合物。4.根据权利要求1所述的多功能水凝胶，其特征在于，所述醛基化生物医用高分子为醛基化Pluronic F127、醛基化透明质酸、醛基化普鲁兰多糖和醛基化葡聚糖中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的多功能水凝胶，其特征在于，所述醛基化Pluronic F127是通过以下方法制备而得：将Pluronic F127与对甲苯磺酰氯反应制备F127
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Ots；再将F127
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Ots与4
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羟基苯甲醛和碳酸钾反应制备醛基化Pluronic F127。6.根据权利要求4所述的多功能水凝胶，其特征在于，所述醛基化透明质酸是通过透明质酸与高碘酸钠反应制备而得；所述醛基化普鲁兰多糖是通...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽，杨作婷，郑华，张秋禹，张宝亮，刘金保，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：