一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶及制备方法和应用，该制备方法将聚多巴胺包被的还原氧化石墨烯(rGO@PDA)和二甲双胍(Met)同时添加到苯甲醛和苯硼酸双修饰的聚乙二醇共聚(甘油癸二酸酯)(PPB)溶液，随后将其与二氢咖啡酸和L

【技术实现步骤摘要】
一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶及制 备方法和应用。

技术介绍

[0002]糖尿病是世界上发病率最高的慢性病之一，糖尿病患者下肢周围常出现血管病变，导致足部创面供血 不足，这也是导致糖尿病部创面愈合困难的主要原因。统计数据显示，在美国因糖尿病住院的300万患者 中，约20％是由于足部溃疡及其并发症。此外，高血糖、长期炎症、血管生成不良和肉芽组织形成也是糖 尿病创面的常见问题。这些因素导致糖尿病创面的愈合时间比正常创面要长，导致慢性伤口，甚至可能导 致截肢。另一方面，足部发挥着承担着人体的全部重量，承担着巨大的运动需求。外伤后，足部伤口容易 因局部运动而撕裂，敷料也容易脱落，这些因素对糖尿病部创口的敷料设计提出了很大的挑战。
[0003]水凝胶作为一种性质优良的生物敷料，具有可持续释放药物能力、良好的组织粘附性和其他优良特性， 在糖尿病治疗方面有极大的应用潜力。二甲双胍是临床常用的治疗II型糖尿病的药物，其作用主要是增加 周围局部细胞对胰岛素的敏感性。然而，基于糖尿病伤口高糖环境的条件响应性二甲双胍局部释放体系却 仍然未见报道。
[0004]壳聚糖作为一种广泛使用的天然阳离子多糖，具有优良的止血抗菌性能，可以促进组织的生长以及伤 口的修复，但是较差的溶解度和机械性能极大限制了壳聚糖的应用。同时，如何实现壳聚糖水凝胶的高效 抗氧化和粘附性，以及解决糖尿病出现的严重的血管病变问题，恢复正常血液流通在糖尿病伤口敷料设计 上具有重要意义。
[0005]研究发现人体具有内源性生物电系统，完整的人体皮肤表面比深层皮肤携带更多的负电荷。当皮肤出 现缺陷时，表皮较深处的细胞和伤口处细胞带正电荷。伤口处的正电荷和皮肤处的负电荷会形成皮肤电池。 因此，具有导电性的伤口敷料将对伤口的愈合和再生具有极大的促进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶 及制备方法和应用。以解决现有技术中，对于糖尿病伤口凝胶敷料黏附性能不足、抗氧化性低、伤口处血 管再生较难及导电性低的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1，将二氢咖啡酸加入至壳聚糖溶液中，形成混合溶液A；在混合溶液A中加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙 基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌混匀，将搅拌混匀的溶液调整pH后，得到混合溶液B进行反应，将反应 后的溶液在酸性溶液中透析，获得CS
‑
DA溶液；
[0010]步骤2，在L
‑
精氨酸溶液中加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，搅 拌后获得混合溶液C；将混合溶液C和CS
‑
DA溶液混合，得到混合溶液D进行反应，将反应后的溶液透析 后冻干，获得CDL；
[0011]步骤3，将癸二酸和聚乙二醇反应后获得混合物E；在混合物E中加入甘油，反应后生成混合物F，将 混合物F纯化并干燥后获得PEGS共聚物；
[0012]将PEGS共聚物、对羧基苯甲醛和4
‑
羧基苯基硼酸频哪醇酯在无水DMF中混合，形成混合物G；将1
‑
(3
‑ꢀ
二甲基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和4
‑
二甲氨基吡啶加入至混合物G中，反应后，将反应产物沉淀，将沉 淀产物纯化，将纯化后的产物透析、冷冻干燥后，获得PPB；
[0013]步骤4，将GO和多巴胺盐酸盐溶解在Tris
‑
HCl缓冲液中，超声处理后搅拌，将搅拌获得混合物过滤纯 化和分离后，获得反应产物，将反应产物洗涤后获得rGO@PDA溶液，将rGO@PDA溶液干燥后获得 rGO@PDA共聚物；
[0014]步骤5，将PPB溶于水中，获得PPB溶液；将rGO@PDA共聚物和二甲双胍加入至PPB溶液中，获得 rGO@PDA修饰且负载有二甲双胍的PPB溶液；
[0015]步骤6，将CDL溶于水中，获得CDL溶液；将rGO@PDA修饰且负载有二甲双胍的PPB溶液和CDL 溶液混合均匀后，获得具有pH/葡萄糖双响应性的水凝胶。
[0016]本专利技术的进一步改进在于：
[0017]优选的，步骤1中，混合溶液A中，壳聚糖溶液中壳聚糖和二氢咖啡酸的质量比为0.523：(0.3
‑
1.2)； 壳聚糖溶液的pH值为5；
[0018]所述1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和壳聚糖溶液中壳聚糖的质量比为(0.62
‑
2.48)：0.523。
[0019]优选的，步骤1中，所述pH值为5.0～6.0；
[0020]步骤2中，L
‑
精氨酸溶液的pH值为5.0～6.0。
[0021]优选的，步骤2中，混合溶液C中L
‑
精氨酸、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥 珀酰亚胺的混合质量比为(0.28
‑
1.13):(0.62
‑
2.48):(0.37
‑
1.5)。
[0022]优选的，步骤3中，癸二酸和聚乙二醇的混合质量比为3.63:9；二者的反应过程为：癸二酸和聚乙二醇 混合后，在125℃下反应12h，然后在5kPa下反应24h，获得混合物E；
[0023]步骤3中，加入的甘油和癸二酸的质量比为3.3:3.63；加入甘油后，反应过程为：在125℃下反应12h， 然后在5kPa下反应48h，获得混合物F；
[0024]混合物F纯化的过程为：将混合物F溶解在氯仿中，离心后去除上清液，将残留的溶液在乙醚中沉淀， 获得甘油封端的PEGS。
[0025]优选的，步骤3中，PEGS共聚物、对羧基苯甲醛和4
‑
羧基苯基硼酸频哪醇酯的混合质量比为1:(0.1
‑
0.4): (0.1
‑
0.4)；加入的1
‑
(3
‑
二甲基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、4
‑
二甲氨基吡啶和PEGS共聚物的混合质量比 为(0.67
‑
2.68):(0.13
‑
0.53):1；
[0026]混合物G的反应温度为室温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将二氢咖啡酸加入至壳聚糖溶液中，形成混合溶液A；在混合溶液A中加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌混匀，将搅拌混匀的溶液调整pH后，得到混合溶液B进行反应，将反应后的溶液在酸性溶液中透析，获得CS
‑
DA溶液；步骤2，在L
‑
精氨酸溶液中加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，搅拌后获得混合溶液C；将混合溶液C和CS
‑
DA溶液混合，得到混合溶液D进行反应，将反应后的溶液透析后冻干，获得CDL；步骤3，将癸二酸和聚乙二醇反应后获得混合物E；在混合物E中加入甘油，反应后生成混合物F，将混合物F纯化并干燥后获得PEGS共聚物；将PEGS共聚物、对羧基苯甲醛和4
‑
羧基苯基硼酸频哪醇酯在无水DMF中混合，形成混合物G；将1
‑
(3
‑
二甲基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和4
‑
二甲氨基吡啶加入至混合物G中，反应后，将反应产物沉淀，将沉淀产物纯化，将纯化后的产物透析、冷冻干燥后，获得PPB；步骤4，将GO和多巴胺盐酸盐溶解在Tris
‑
HCl缓冲液中，超声处理后搅拌，将搅拌获得混合物过滤纯化和分离后，获得反应产物，将反应产物洗涤后获得rGO@PDA溶液，将rGO@PDA溶液干燥后获得rGO@PDA共聚物；步骤5，将PPB溶于水中，获得PPB溶液；将rGO@PDA共聚物和二甲双胍加入至PPB溶液中，获得rGO@PDA修饰且负载有二甲双胍的PPB溶液；步骤6，将CDL溶于水中，获得CDL溶液；将rGO@PDA修饰且负载有二甲双胍的PPB溶液和CDL溶液混合均匀后，获得具有pH/葡萄糖双响应性的水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1中，混合溶液A中，壳聚糖溶液中壳聚糖和二氢咖啡酸的质量比为0.523：(0.3
‑
1.2)；壳聚糖溶液的pH值为5；所述1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和壳聚糖溶液中壳聚糖的质量比为(0.62
‑
2.48)：0.523。3.根据权利要求1所述的一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述pH值为5.0～6.0；步骤2中，L
‑
精氨酸溶液的pH值为5.0～6.0。4.根据权利要求1所述的一种具有p...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭保林，乔博雯，梁永平，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：