一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物医用材料技术领域，涉及一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶，将聚多巴胺@聚吡咯分散液与苯甲醛功能化的聚乙二醇共聚(甘油癸二酸酯)溶液混合，随后将其与胱胺修饰的透明质酸溶液混合，通过动态席夫碱键交联形成抗菌抗氧化导电黏附水凝胶HA

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]感染的慢性创面在全世界范围内具有极高的致死率。一旦皮肤受到创伤，会受到细菌的侵扰，特别是耐药菌感染的创面愈合速度慢，愈合不完全。在医疗条件不足和卫生环境较差的地区，患者的急性创面通常会形成感染的慢性创面，这为患者带来极大的生理痛苦和精神痛苦。市售的伤口敷料通常结构单一，功能局限，在更换伤口敷料时会对伤口部位的组织产生粘连，进而对伤口组织产生机械撕裂。形成二次损伤，延长愈合时间。因此这些因素成为感染慢性伤口敷料的设计以及伤口敷料的无痛移除的巨大挑战。
[0003]水凝胶作为一种质地柔软的生物敷料，具有良好的组织粘附性、形状适应性和其他优良特性，在治疗感染慢性创面具有巨大的应用潜力。透明质酸作为细胞外基质的组成，具有理想的伤口修复能力，但是透明质酸缺乏足够的化学反应基团以形成水凝胶结构，如何实现基于透明质酸制备的水凝胶并赋予其抗菌、抗氧化能力、导电性和组织粘附性在感染慢性创面敷料的设计具有重大意义。
[0004]目前，针对具有黏附能力水凝胶的按需移除方式的设计主要包括以下思路：通过酸性溶液破坏水凝胶的动态化学键，但酸性条件对伤口具有刺激作用；通过紫外光或近红外光破坏水凝胶结构的共价键或非共价键，但这不可避免的会对组织产生物理损伤。在水凝胶网络中引入二硫键赋予水凝胶氧化
‑
还原响应性，水凝胶能够在低刺激性的还原剂的作用下发生二硫键的裂解。同时，还原剂还能够缓解伤口部位的氧化应激。然而基于治疗感染的慢性伤口具有温和按需移除能力的多功能透明质酸基水凝胶还未见报道。
[0005]人体具有独特的内源性电场，正常的人体表皮相比于比深层皮肤携带更多的负电荷。一旦皮肤破损，深层皮肤的细胞和伤口部位的细胞将转变为带有正电荷。伤口附近由于正负电荷差产生电势，形成“皮肤电池”。因此，具有导电能力的伤口敷料将对感染伤口的愈合和再生具有极大的促进作用。

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，提供一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶及其制备方法和应用。以解决现有技术中，对于感染的慢性伤口凝胶敷料抗菌性不足、黏附强度低、抗氧化能力不足、导电性低及对伤口愈合不利的按需移除方式的问题。
[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]一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶的制备方法，包括以下过程：
[0009]制备HA
‑
CYS，包括以下步骤：
[0010]1.1、将透明质酸加入至2
‑
(N
‑
吗啉代)乙磺酸缓冲液中均匀搅拌，将搅拌混匀的溶液调整pH后形成混合溶液A；
[0011]1.2、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和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，搅拌混匀后得到混合溶液B；
[0012]1.3、将胱胺二盐酸盐加入至混合溶液B中，进行反应，得到混合溶液C；
[0013]1.4、将混合溶液C依次在氯化钠溶液、乙醇溶液、蒸馏水中透析，将透析后的溶液冻干，获得HA
‑
CYS；
[0014]制备PFA，包括以下步骤：
[0015]2.1、将癸二酸和聚乙二醇混合反应后获得混合物D；在混合物D中加入甘油，反应后生成混合物E，将混合物E纯化并干燥后获得PEGS共聚物；
[0016]2.2、将PEGS共聚物、对羧基苯甲醛在无水DMF中均匀混合，形成混合物F；
[0017]2.3、将1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和4
‑
二甲氨基吡啶加入至混合物F中，将反应后的产物沉淀并纯化，将纯化后的产物透析并冷冻干燥，获得PFA；
[0018]制备PDA@PPy共聚物，包括以下步骤：
[0019]3.1、将吡咯和多巴胺盐酸盐溶解在蒸馏水中，形成混合溶液G；
[0020]3.2、混合溶液G经过超声处理后搅拌；将六水合氯化铁和三羟甲基氨基甲烷溶解至混合溶液G，反应后生成混合物H，将混合物H过滤，纯化，分离和洗涤后，获得反应产物PDA@PPy溶液，将PDA@PPy溶液真空干燥后获得PDA@PPy共聚物；
[0021]最后，将HA
‑
CYS、PFA及PDA@PPy共聚物分别制备为溶液，将三种溶液混合均匀后，得到抗菌抗氧化导电黏附水凝胶。
[0022]进一步，步骤1中，混合溶液B中，所述胱胺二盐酸盐、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、N
‑
羟基琥珀酰亚胺和透明质酸的质量比为(1.41
‑
5.65)：(0.6
‑
1.2)：(0.98
‑
3.9)：0.5。
[0023]进一步，步骤1中，所述pH值为5.0～6.0。
[0024]进一步，步骤2中，癸二酸和聚乙二醇的质量比为3.63:9；
[0025]混合物D的制备过程为：癸二酸和聚乙二醇混合后，在氮气氛围下125℃反应12h，然后在5kPa压力下继续反应24h，获得混合物D；
[0026]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：在氮气氛围下125℃反应12h，然后在5kPa压力下继续反应48h，获得混合物E；
[0027]混合物E纯化的过程为：将混合物E充分溶解在氯仿中，离心后去除未反应的甘油，将残留的溶液在乙醚中沉淀，获得甘油封端的PEGS共聚物。
[0028]进一步，步骤2中，PEGS共聚物、对羧基苯甲醛、1
‑
(3
‑
二甲基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和4
‑
二甲氨基吡啶的质量比为1：(0.1
‑
0.41)：(0.43
‑
1.71)：(0.08
‑
0.34)；
[0029]混合物F的反应温度为室温，反应时间为54
‑
90h，反应产物在遇冷后的乙醚中沉淀；
[0030]沉淀产物纯化的过程为：将沉淀产物在四氢呋喃中以4500rpm离心10
‑
15分钟，取上清液在5
‑
10倍过量体积的遇冷乙醚中沉淀，获得产物纯化3次。
[0031]进一步，步骤3中，吡咯、多巴胺盐酸盐、六水合氯化铁、三羟甲基氨基甲烷的质量比为5.17：3：(0.68
‑
2.72)：(5
‑
10)。
[0032]进一步，步骤3.2中，混合物H通过水和乙醇洗涤多次获得PDA@P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下过程：制备HA
‑
CYS，包括以下步骤：1.1、将透明质酸加入至2
‑
(N
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吗啉代)乙磺酸缓冲液中均匀搅拌，将搅拌混匀的溶液调整pH后形成混合溶液A；1.2、在混合溶液A中加入1
‑
(3
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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，搅拌混匀后得到混合溶液B；1.3、将胱胺二盐酸盐加入至混合溶液B中，进行反应，得到混合溶液C；1.4、将混合溶液C依次在氯化钠溶液、乙醇溶液、蒸馏水中透析，将透析后的溶液冻干，获得HA
‑
CYS；制备PFA，包括以下步骤：2.1、将癸二酸和聚乙二醇混合反应后获得混合物D；在混合物D中加入甘油，反应后生成混合物E，将混合物E纯化并干燥后获得PEGS共聚物；2.2、将PEGS共聚物、对羧基苯甲醛在无水DMF中均匀混合，形成混合物F；2.3、将1
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(3
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二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和4
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二甲氨基吡啶加入至混合物F中，将反应后的产物沉淀并纯化，将纯化后的产物透析并冷冻干燥，获得PFA；制备PDA@PPy共聚物，包括以下步骤：3.1、将吡咯和多巴胺盐酸盐溶解在蒸馏水中，形成混合溶液G；3.2、混合溶液G经过超声处理后搅拌；将六水合氯化铁和三羟甲基氨基甲烷溶解至混合溶液G，反应后生成混合物H，将混合物H过滤，纯化，分离和洗涤后，获得反应产物PDA@PPy溶液，将PDA@PPy溶液真空干燥后获得PDA@PPy共聚物；最后，将HA
‑
CYS、PFA及PDA@PPy共聚物分别制备为溶液，将三种溶液混合均匀后，得到抗菌抗氧化导电黏附水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1中，混合溶液B中，所述胱胺二盐酸盐、1
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(3
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二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐、N
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羟基琥珀酰亚胺和透明质酸的质量比为(1.41
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5.65)：(0.6
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1.2)：(0.98
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3.9)：0.5。3.根据权利要求1所述的一种抗菌抗氧化导电黏附水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述pH值为5.0～6.0。4.根据权利要求1所述的一种抗菌...

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