一种明胶复合水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种明胶复合水凝胶及其制备方法和应用。通过将特定比例的细胞外基质与明胶复合，通过静电纺丝技术纺成膜，用戊二醛交联后再使其吸水获得水凝胶。本发明专利技术的明胶复合水凝胶具有可调节的物理化学性能，相较于传统的细胞外基质产品的弹性与机械性能极佳，可根据需求裁剪成各种形状；相对传统明胶产品，本发明专利技术水凝胶降解缓慢，利于伤口修复。同时，本发明专利技术的明胶复合水凝胶具有良好的生物活性和生物相容性，在促进细胞增殖、亲水性、皮肤缺损修复方面都具有应用价值。复方面都具有应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种明胶复合水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于医用水凝胶材料
，尤其涉及一种明胶复合水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]皮肤是人体最大的器官，在人体和外界环境间起着物理屏障作用，能够控制水、电解质及其他各种物质进出体内，并能有效地隔离外界有害生物，抵御紫外辐射、有毒物质和力学冲击。近年来，难以修复的慢性伤口已经在全球范围内造成了巨大的经济负担。
[0003]皮肤组织中有多种信号传导、细胞以及调节因素参与皮肤创伤的修复，其中细胞外基质构成的三维网状结构在人体皮肤组织中极为重要，其参与组织构成，对细胞产生支撑作用以保护细胞。不仅如此，细胞外基质还起到微环境的调节、营养细胞、引导干细胞的分化以及促进细胞迁移等作用。细胞外基质有利于细胞的聚集与增殖，加速伤口愈合。因此，无论是创伤修复的临床应用或是科学研究中，细胞外基质一直是关注的焦点，如何在皮肤受创的急性期快速恢复其细胞外基质的框架结构也是重点。然而，细胞外基质存在着机械强度差的弱点，是当前医疗研发过程中遇到的问题之一。
[0004]明胶通常由鱼类或偶蹄类动物的结缔组织或骨组织制成，生物相容性好，广泛应用在食用和医用领域，能构成一种具有三维网络结构的亲水聚合物体系，同时富含包括7种人体必需氨基酸在内的18种氨基酸，同时具有亲水性、粘性、稳定性等特性。医用的明胶与人体的胶原蛋白纤维结构极为相似，如前文所述那样具有良好的生物相容性的同时，也可止血、促进细胞增殖并诱导巨噬细胞参与抗菌。故成为当今医药产业中止血海绵、敷料等产品的首选材料。但是传统的明胶水凝胶产品降解速度快，不利于伤口的持续修复。
[0005]因此，急需寻求一种既能弥补缺损的皮肤组织、成为良好的物理网络、可在创伤表面缓慢降解直到伤口修复、具备弹性、机械强度等力学性能，又具有促生长修复、辅助免疫的生物学功能，而且可以形成良好的保护屏障，抵御病原体和异物的入侵的水凝胶材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一个方面提出一种明胶复合水凝胶，具有良好的生物活性，弹性与机械性能极佳，能够根据需求裁剪成各种形状。
[0007]本专利技术的第二个方面提出了一种明胶复合水凝胶的制备方法。
[0008]本专利技术的第三个方面提出了一种明胶复合水凝胶的应用。
[0009]根据本专利技术的第一个方面，提出了一种明胶复合水凝胶，制备原料包括明胶和细胞外基质，所述明胶和细胞外基质组装成超分子结构。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述明胶与细胞外基质的质量比为(1～4)：(4～1)。
[0011]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述明胶与细胞外基质的质量比为(1～4)：1。
[0012]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述细胞外基质为从动物皮下组织或皮肤细胞培养提取的细胞外基质。
[0013]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述细胞外基质为从小鼠皮肤成纤维细胞培养后获取的细胞外基质。
[0014]根据本专利技术的第二个方面，提出了一种明胶复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0015]将细胞外基质、有机溶剂、明胶混合，得到明胶
‑
细胞外基质溶液，静电纺丝成膜，戊二醛蒸汽交联，得到明胶复合水凝胶。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述明胶
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细胞外基质溶液的总质量浓度为2％～10％。
[0017]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述明胶
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细胞外基质溶液的总质量浓度为5％～10％。
[0018]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述明胶
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细胞外基质溶液的总质量浓度为8％～10％，进一步优选为10％。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述有机溶剂选自六氟异丙醇、甲醇、乙醇中的至少一种。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述有机溶剂为六氟异丙醇。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述混合液中细胞外基质与明胶的质量比为(1～4)：(4～1)，优选(1～4)：1。
[0022]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述混合液中细胞外基质与明胶的质量比为(1～4)：1。
[0023]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述混合液中细胞外基质与明胶的质量比为4：1。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述戊二醛蒸汽交联的时间为45min。
[0025]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述戊二醛蒸汽交联后还包括水浸泡，温度为10℃～35℃。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述戊二醛蒸汽交联后还包括水浸泡，温度为20℃～30℃。
[0027]在本专利技术的一些优选的实施方式中，上述水浸泡的时间为0.5h～3h。
[0028]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，上述水浸泡的时间为0.5h～1h。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，所述静电纺丝的负电压为
‑
3kV；正电压为18kV～25kV。
[0030]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述静电纺丝的正电压为19kV～21kV。
[0031]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述静电纺丝的正电压为20kV。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，所述静电纺丝中注射泵推进速度为0.5mL/h～1mL/h。
[0033]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述静电纺丝中注射泵推进速度为0.7mL/h～0.9mL/h。
[0034]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述静电纺丝中注射泵推进速度为0.8mL/
h。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述静电纺丝中承载滚筒转速为200rpm～3000rpm。
[0036]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述静电纺丝中承载滚筒转速为500rpm～1000rpm。
[0037]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述静电纺丝中承载滚筒转速为800rpm。
[0038]在本专利技术的一些实施方式中，所述静电纺丝成膜的厚度为50.0μm～1.0mm。
[0039]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述静电纺丝成膜的厚度为50.0μm～80μm。
[0040]根据本专利技术的第三个方面，提出了一种明胶复合水凝胶在制备皮肤缺损修复材料中的应用。
[0041]本专利技术的有益效果为：
[0042]本专利技术的明胶复合水凝胶具有可调节的物理化学性能，弹性与机械性能极佳，可根据需求裁剪成各种形状；降解缓慢，利于伤口修复。同时，具有很好的生物活性和生物相容性，在促进细胞增殖、亲水性、皮肤缺损修复方面都具有应用价值。且本专利技术的制备方法简单，原料易得。
附图说明
[0043]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0044]图1为不同交联时间得到的产品的实物图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种明胶复合水凝胶，其特征在于，制备原料包括明胶和细胞外基质，所述明胶和细胞外基质组装成超分子结构。2.根据权利要求1所述的明胶复合水凝胶，其特征在于，所述明胶与细胞外基质的质量比为(1～4)：(4～1)。3.权利要求1～2任一项所述的明胶复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将细胞外基质、有机溶剂、明胶混合，得到明胶
‑
细胞外基质溶液，静电纺丝成膜，戊二醛蒸汽交联，得到明胶复合水凝胶。4.根据权利要求3所述的明胶复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述明胶
‑
细胞外基质溶液的总质量浓度为2％～10％。5.根据权利要求3所述的明胶复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宗宝，蔡逸轩，游凯，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：