一种具有抗菌和促进伤口愈合的医用敷料制造技术

本发明专利技术公开一种具有抗菌和促进伤口愈合的医用敷料，以PEG化壳聚糖为主要原料。其中，PEG化壳聚糖具有良好的抗菌性、水溶性、生物安全性、生物相容性，同时PEG化壳聚糖能够诱导巨噬细胞极化成为具有抗炎修复作用的M2表型，促进伤口处血管、肉芽等组织的生成，促进伤口愈合。因此，本发明专利技术中的医用敷料同时具有抗菌和促进伤口愈合的功效，具有广泛的应用潜力。具有广泛的应用潜力。具有广泛的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌和促进伤口愈合的医用敷料


[0001]本专利技术涉及医用材料
更具体地，涉及一种具有抗菌和促进伤口愈合的医用敷料。

技术介绍

[0002]皮肤是人体最大的器官，一旦皮肤完整性受到破坏，人体将失去保护病原微生物入侵的第一道天然屏障。包括烧烫伤、慢性溃疡、外科手术创面等在内的皮肤创伤给家庭、社会的经济、健康带来严重负担，而当创面受到金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞杆菌等病原微生物的感染，会使原本治疗需求大、恢复周期长、治疗费用高的创面迁延不愈，严重时还将引起全身性的脓毒症，最终导致组织坏死甚至截肢。因此，创面治疗是国家的重大需求。而缩短创面愈合时间是创面治疗中全球一致性的金标准。
[0003]壳聚糖是自然界中唯一带有正电荷的碱性天然多糖，具有良好的抗菌性、生物相容性、生物可降解性。尽管天然壳聚糖具有多种优异的生物活性，但由于其分子结构中存在丰富的规整氢键，导致其难溶于水或普通的有机溶剂，从而极大地限制了天然壳聚糖在生理条件下的使用。
[0004]为了充分改善天然壳聚糖的溶解性，并最大限度地保留其固有的多种生物活性，现有大量研究及专利报道了天然壳聚糖的改性方法或改性壳聚糖的制备技术。例如，申请人在ZL201811631159.8、ZL201811633735.2、ZL201710817411.3、ZL201910762351.9、ZL201710556550.5等中公开了利用聚乙二醇、胍基化合物、氨基酸等物质改性壳聚糖的方法以及改性壳聚糖作为生物大分子材料在抗菌或生物墨水等领域的应用。在现有技术手段中，通过天然壳聚糖的氨基与含有羧基官能团的物质反应，是改性壳聚糖最为常用的方法，其反应条件温和，反应产物纯净，且成本较低。
[0005]聚乙二醇(PEG)是聚醚类高分子材料中应用最为广泛的聚合物，也是美国食品与药物管理局(FDA)认可能够被用于生物医药领域的亲水性聚合物。PEG在人体内能够溶于组织液中，生物相容性好，无毒副作用。当把PEG和其它疏水性聚合物链段结合时，可以提高材料的亲水性能。PEG不同种类的端基直接决定了其能够参与的化学反应。商业化的PEG端基一般为羟基，通过端基改性可使其转化为其它功能性基团，比如氨基、羧基等，更易于进行化学键连反应，从而在生物医药领域具有更广阔的应用前景。一端含有羧基，另一端为甲氧基或叠氮基的聚乙二醇链段也常被用来偶联壳聚糖中的氨基，从而得到PEG改性的可溶性壳聚糖。如专利ZL201710817411.3、ZL201910762351.9中的双改性壳聚糖制备方法中的第一步均是通过羧基聚乙二醇单甲醚制备PEG化的壳聚糖，并用于下一步反应。
[0006]PEG化的可溶性壳聚糖在生物医用领域有较为广泛的应用，如Carbohydrate Research 2008,343,282报道了聚乙二醇单甲醚改性壳聚糖的制备方法以及产物的化学结构分析。ACS appliedmaterials&interfaces 2017,9,12203中进一步研究了由该方法制备的可溶性壳聚糖作为基因载体，受不同PEG链长影响而导致的转染效率差异。可溶性壳聚糖中由于含有可以延长在体内循环时间的聚乙二醇链段，也常作为药物载体或环境敏感型水
凝胶，被应用于药物控制释放领域。如Ji等人将壳聚糖中的氨基改性成为活性羧基，再将丙氨酸
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聚乙二醇嵌段共聚物接枝到壳聚糖侧链，得到温度、pH双重敏感的环境响应聚合物(J.Mater.Chem,2011,21,5484)。但目前仍未发现PEG改性的可溶性壳聚糖在促进感染性或慢性创面愈合领域的应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种具有抗菌和促进伤口愈合的医用敷料，以PEG化壳聚糖为主要原料，在经典的伤口愈合炎症期具有抗菌性的同时，能够诱导巨噬细胞极化成为具有抗炎修复作用的M2表型而在组织形成期和组织重塑期提高抗炎效果、促进血管生成，在普通感染创面以及慢性创面中均能起到促进创面愈合的作用。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0009]一种具有抗菌和促进伤口愈合的医用敷料，主要原料为PEG化壳聚糖。
[0010]现有技术中，基于PEG化壳聚糖的可溶解性、环境敏感性等特点，常用作药物载体、环境敏感剂等，主要是应用在药物控制释放领域。本专利技术创造性的发现PEG化壳聚糖具有诱导巨噬细胞极化成为M2表型的功能，结合壳聚糖良好的抗菌性，将PEG化壳聚糖作为主要原料，得到了一种兼具抗菌和促进伤口愈合的医用敷料。
[0011]优选地，所述PEG化壳聚糖是通过壳聚糖上羟基或/和氨基的PEG化得到的；
[0012]在本专利技术中，壳聚糖的PEG化有三种方式，分别为羟基PEG化、氨基PEG化、羟基和氨基同时PEG化。
[0013]壳聚糖主链具有抗菌性，但是其不溶于水，通过PEG化改善了其水溶性，增加了其生物安全性、生物相容性，还保留了其抗菌性能。同时，本专利技术还创造性的发现PEG化壳聚糖能够诱导巨噬细胞极化成为具有抗炎修复作用的M2表型，促进伤口处血管、肉芽等组织的生成，促进伤口愈合。
[0014]进一步优选地，所述PEG化壳聚糖是通过壳聚糖上氨基PEG化得到的。壳聚糖2位C上的氨基具有较为活泼的反应活性，通常无需加热或冰浴，室温水溶液体系中即可实现氨基的PEG化，反应条件温和，效率较高。
[0015]优选地，所述PEG化壳聚糖中PEG的端基为羟基、甲氧基、叠氮基、炔基、羧基或其他惰性官能团；
[0016]PEG的双端基团中，一端用于连接壳聚糖，另一端将在反应后直接暴露。稳定的壳聚糖
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聚乙二醇结构有利于抗菌性和促进巨噬细胞M2极化作用的保持。因此，直接暴露端基的选用一方面能够在反应过程中保证不对壳聚糖与PEG的连接产生干扰(如非惰性官能团将有可能同时参与反应，使整个体系交联)，从而获得相对纯净的产物；另一方面也对产物结构的调控及稳定起到重要作用。进一步优选地，直接暴露的端基即所述PEG化壳聚糖中PEG的端基为甲氧基、叠氮基或其他惰性官能团。
[0017]优选地，所述PEG化壳聚糖中壳聚糖主链的分子量为5～100万Da(例如可以为8万Da、10万Da、20万Da、40万Da、50万Da、70万Da、90万Da等)间任意分子量之间的任何范围，脱乙酰度不低于70％。
[0018]进一步优选地，所述壳聚糖主链的分子量为20～50万Da(例如可以为25万Da、30万Da、40万Da等)间任意分子量之间的任何范围，脱乙酰度不低于90％。
[0019]合适的壳聚糖主链分子量既可保证壳聚糖的高分子属性，又不会因为分子量过高影响材料的水溶性；较高的脱乙酰度范围可以确保聚糖分子链上有尽可能多的可以被PEG化。
[0020]优选地，所述PEG化壳聚糖中PEG的分子量为550～5000Da(例如可以为700Da、1000Da、2000Da、3000Da、4000Da、5000Da等等)间任意分子量之间的任何范围；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌和促进伤口愈合的医用敷料，其特征在于，主要原料为PEG化壳聚糖。2.根据权利要求1所述的医用敷料，其特征在于，所述PEG化壳聚糖是通过壳聚糖上羟基或/和氨基的PEG化得到的；优选地，所述PEG化壳聚糖是通过壳聚糖上氨基PEG化得到的。3.根据权利要求1所述的医用敷料，其特征在于，所述PEG化壳聚糖中PEG的端基为羟基、甲氧基、叠氮基、炔基、羧基或其他惰性官能团；优选地，所述PEG化壳聚糖中PEG的端基为甲氧基、叠氮基或其他惰性官能团。4.根据权利要求1所述的医用敷料，其特征在于，所述PEG化壳聚糖中壳聚糖主链的分子量为5～100万Da，脱乙酰度不低于70％。5.根据权利要求1所述的医用敷料，其特征在于，所述PEG化壳聚糖中壳聚糖主链的分子量为20～50万Da，脱乙酰度不低...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱萌，牛忠伟，吴曼，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：