止血、抗菌、促愈合的微凝胶组装体粉末及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种止血、抗菌、促愈合的微凝胶组装体粉末及其制备方法，包括：合成碳碳双键改性的聚合物材料A和氧化改性的聚合物材料B；A、B混合后通过光引发形成凝胶交联网络，采用机械破碎并梯度冷冻干燥的方法制备微凝胶粉末；同时制备长链烷基和季铵盐双改性的聚合物C粉末作为组装剂，与微凝胶粉末共混，制备得到微凝胶组装体粉末。该微凝胶组装体粉末遇血可快速大量吸水浓缩血液，并利用席夫碱反应将吸水后形成的微凝胶组装成型。组装剂还可以进一步通过静电作用和长链烷烃疏水作用将血液中大量的红细胞凝聚，填充在微凝胶组装体之间的空隙以增强其力学性能，显著缩短凝血时间。微凝胶组装体还拥有良好的抗菌性能和促伤口愈合性能。口愈合性能。口愈合性能。

【技术实现步骤摘要】
止血、抗菌、促愈合的微凝胶组装体粉末及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用材料、组织工程和再生医学的
，尤其是指一种止血、抗菌、促愈合的微凝胶组装体粉末及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前市面上的止血材料主要有止血粉、纤维蛋白胶、高分子海绵和水凝胶等，这些止血材料体积小，吸水量高和粘附性好，在处理一般伤口时，都具有较好的止血能力。然而，当处理大出血、不规则不可压缩和微小狭缝伤口时，传统粉末止血材料因缺乏力学强度而无法承受大出血时的血液冲击。纤维蛋白胶由于异体来源可能会诱发免疫反应、病毒感染等问题。海绵材料不适用于微小狭缝伤口，同时也缺乏一定的粘附性能。水凝胶材料因其自身的高含水量而导致吸血量不足，湿态粘附性能差等。此外，血液中大量红细胞的存在阻碍了止血材料内部分子间的相互作用，使得止血材料在纯水中的性能大都优于血液中的性能。最后，大多数止血材料功能较为单一，仅能满足基本的止血需求，不能满足止血后杀菌抗炎促伤口愈合的需要。
[0003]微凝胶组装体是微凝胶自下而上组装形成的宏观聚集体。近年来由于其优良的多孔性、异质性、可打印性等性质已经广泛应用于组织工程和再生医学的各个领域。本专利技术根据微凝胶组装体的特点，设计了一种微凝胶组装体粉末，遇到血液时微凝胶可以大量吸液溶胀，并在组装剂的存在下超快速组装成胶。特别地，组装剂还可募集伤口血液中大量的红细胞参与组装，使其填充微凝胶间互通的微孔和孔隙，进一步增强组装体的力学强度和湿态附着力。此微凝胶组装体粉末在伤口止血、抗菌、促愈合领域有着巨大的应用潜力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种止血、抗菌、促愈合的微凝胶组装体粉末及其制备方法，该方法制备的微凝胶组装体在接触血液时迅速溶胀大量吸收血液中的水，浓缩血液以实现初步止血。而后，微凝胶、组装剂、血液中的红细胞三者之间发生多重物理化学作用继而超快速组装成大块水凝胶，红细胞大量填充在微凝胶与微凝胶之间的孔隙当中，在提高吸血率的同时大大增加微凝胶组装体自身的力学强度，实现二次封堵完全止血；另外，微凝胶组装体可以利用季铵盐良好的抗菌性能杀死细菌，防止伤口愈合初期炎症反应的发生。此外，伤口处形成的微凝胶组装体具有很好的组织粘附性，可以更好地封闭创口、保持湿润的环境。其表面丰富的正电荷也可以促进带负电的表皮细胞的爬行和繁殖，促进伤口愈合。该微凝胶组装体还具备良好的可降解能力，可作为一种性能优良和多功能的止血材料。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：止血、抗菌、促愈合的微凝胶组装体粉末制备方法，包括以下步骤：
[0006]1)将材料A和材料B溶解于去离子水中，混合搅拌均匀，加入光引发剂；在梯度冷冻后光引发成大块水凝胶，再利用机械破碎、冻干研磨的方式得到微凝胶粉末；其中，所述材
料A为碳碳双键改性的聚合物材料，所述材料B为氧化改性的聚合物材料；
[0007]2)将得到的微凝胶粉末和作为组装剂的材料C粉末按照比例共混，得到微凝胶组装体粉末；其中，所述材料C为长链烷基和季铵盐双改性的聚合物分子。
[0008]优选的，在步骤1)中，所述碳碳双键改性的聚合物材料A的制备包括如下步骤：
[0009]将聚合物材料A以特定浓度溶解在PBS溶液中，加热至完全溶解，加入甲基丙烯酸酐，反应6小时，随后用40℃的PBS稀释至原反应物体积的五倍以终止反应，最后透析后冷冻干燥得到碳碳双键改性的聚合物材料A。
[0010]优选的，在步骤1)中，所述氧化改性的聚合物材料B的制备包括如下步骤：
[0011]将聚合物材料B以特定浓度溶解在去离子水中，待完全溶解后加入高碘酸钠水溶液，避光反应4小时，加入乙二醇终止反应，最后透析后冷冻干燥得到氧化改性的聚合物材料B。
[0012]优选的，在步骤2)中，所述长链烷基和季铵盐双改性的聚合物分子C的制备包括如下步骤：
[0013]先合成中间反应物D，其制备方法为：将异丙醇、N，N
‑
二甲基十二烷基胺和去离子水按特定比例混合加入烧瓶中，在60℃下搅拌60分钟，然后向反应器中滴加环氧氯丙烷，60℃下反应6小时，最后减压旋蒸、真空干燥得到中间反应物D；
[0014]将聚合物分子C溶解在异丙醇溶液中，50℃下搅拌至分散均匀，加入中间反应物D和2,3环氧丙基三甲基氯化铵，50℃下反应6小时，产物用丙酮抽滤洗涤，50℃下真空干燥得到长链烷基和季铵盐双改性的聚合物分子C。
[0015]优选的，所述材料A、材料B、材料C中的聚合物材料为明胶、葡聚糖、透明质酸、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、胶原、海藻酸钠中的一种或其混合物。
[0016]优选的，在步骤1)中，所述碳碳双键改性的聚合物材料A和氧化改性的聚合物材料B在溶液中的浓度分别为5
‑
30wt％、2
‑
20wt％；材料A和材料B共混后的溶液梯度冷冻温度为
‑
5～
‑
80℃，梯度冷冻时间为0.5
‑
48小时；机械破碎而得的微凝胶尺寸为1
‑
1000μm。
[0017]优选的，在步骤1)中，所述光引发剂为苯基(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐LAP，在溶液中的浓度为0.1
‑
4mg/ml，照射光为紫外光或蓝光，照射时间为1
‑
30分钟。
[0018]优选的，在步骤2)中，所述微凝胶粉末和作为组装剂的材料C粉末共混的质量比例为0.1
‑
10。
[0019]优选的，所述聚合物分子C溶解在异丙醇溶液中的浓度为1
‑
20wt％，搅拌时间为0.1
‑
5小时；所加入的中间反应物D和2,3环氧丙基三甲基氯化铵与聚合物分子C的摩尔比分别为0.1
‑
10、0.1
‑
5。
[0020]本专利技术也提供了一种由上述方法制备得到的微凝胶组装体粉末，该微凝胶组装体粉末遇血能快速大量吸水浓缩血液，并利用席夫碱反应将吸水后形成的微凝胶组装成型，其组装剂还能够进一步通过静电作用和长链烷烃疏水作用将血液中大量的红细胞凝聚，填充在微凝胶组装体之间的空隙以增强其力学性能，显著缩短凝血时间；同时，红细胞参与组装的微凝胶组装体还拥有良好的抗菌性能和促伤口愈合性能。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0022]1、本专利技术吸取了止血粉末、止血海绵、止血水凝胶的优势，构建了一种微凝胶组装体粉末，该粉末在遇到液体时大量吸液溶胀，并快速组装成具有互连多孔结构的水凝胶(即
微凝胶组装体)。
[0023]2、微凝胶组装体中的组装剂可以募集伤口处大量的红细胞参与组装，使其填充微凝胶间互通的微孔和孔隙，增强组装体成胶的力学强度和湿态附着力。
[0024]3、为了实现粉末吸液溶胀后超快速组装成胶，设计了微凝胶、组装剂，红细胞三者之间的多重物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.止血、抗菌、促愈合的微凝胶组装体粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将材料A和材料B溶解于去离子水中，混合搅拌均匀，加入光引发剂；在梯度冷冻后光引发成大块水凝胶，再利用机械破碎、冻干研磨的方式得到微凝胶粉末；其中，所述材料A为碳碳双键改性的聚合物材料，所述材料B为氧化改性的聚合物材料；2)将得到的微凝胶粉末和作为组装剂的材料C粉末按照比例共混，得到微凝胶组装体粉末；其中，所述材料C为长链烷基和季铵盐双改性的聚合物分子。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，所述碳碳双键改性的聚合物材料A的制备包括如下步骤：将聚合物材料A以特定浓度溶解在PBS溶液中，加热至完全溶解，加入甲基丙烯酸酐，反应6小时，随后用40℃的PBS稀释至原反应物体积的五倍以终止反应，最后透析后冷冻干燥得到碳碳双键改性的聚合物材料A。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，所述氧化改性的聚合物材料B的制备包括如下步骤：将聚合物材料B以特定浓度溶解在去离子水中，待完全溶解后加入高碘酸钠水溶液，避光反应4小时，加入乙二醇终止反应，最后透析后冷冻干燥得到氧化改性的聚合物材料B。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，所述长链烷基和季铵盐双改性的聚合物分子C的制备包括如下步骤：先合成中间反应物D，其制备方法为：将异丙醇、N，N
‑
二甲基十二烷基胺和去离子水按特定比例混合加入烧瓶中，在60℃下搅拌60分钟，然后向反应器中滴加环氧氯丙烷，60℃下反应6小时，最后减压旋蒸、真空干燥得到中间反应物D；将聚合物分子C溶解在异丙醇溶液中，50℃下搅拌至分散均匀，加入中间反应物D和2,3环氧丙基三甲基氯化铵，50℃下反应6小时，产物用丙酮抽滤洗涤，50℃下真空干燥得到长链烷基和季铵盐双改性的聚合物分子C。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述材料A、材料B、材料C中的聚合物材料为明胶、葡聚糖、透明质酸、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、胶原、...

【专利技术属性】
技术研发人员：董华，李炳瑞，曹晓东，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：