一种双层网络水凝胶微针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种双层网络水凝胶微针及其制备方法和应用，属于医用材料技术领域，制备方法包括以下步骤：将含羧基的聚合物与含氨基和邻苯二酚的化合物接枝，制备含邻苯二酚的功能化聚合物；将明胶与重组人源化胶原蛋白溶解，制得溶液A；将含邻苯二酚的功能化聚合物、含至少两个邻苯二酚结构的化合物和抗菌材料溶解，制得溶液B；将溶液A注入模具内，干燥；将溶液B倒入模具内，交联反应并进行干燥，制得双层网络水凝胶微针。该双层网络水凝胶微针可有效解决现有的伤口敷料存在的促进伤口愈合效果差的问题，同时本发明专利技术提供的微针的制备过程具有操作简单、成本低的优点。成本低的优点。成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种双层网络水凝胶微针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于医用材料
，具体涉及一种双层网络水凝胶微针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]皮肤作为人体最大的器官，在维持体内稳态中起着关键作用。随着糖尿病患者数量以及患者老龄化程度不断增加，导致慢性伤口的患病率逐年上升。
[0003]当前用于治疗慢性伤口的护理标准（SOC）中主要采用手术清创、感染控制、缓解糖尿病足和压力性溃疡的压力、对静脉溃疡的适当压迫以及使用伤口敷料等操作手段进行治疗。随着生物材料领域的巨大进步以及对伤口愈合过程的深入了解，已经开发了纳米天然高分子纤维绷带、水凝胶、纱布、泡沫、海绵、喷雾、薄膜等许多新颖的护理产品，目前市场上已有5000多种伤口护理产品。尽管常规药物剂型（例如溶液，纤维垫和水凝胶）可以吸收伤口渗出液并在一定程度上防止伤口感染，但是它们在伤口部位的滞留性差的缺点会导致药物生物利用度低、伤口粘连的风险增加以及频繁使用的问题。
[0004]对于伤口愈合，伤口部位活性氧（ROS）的过量产生会破坏氧化剂和抗氧化剂的平衡，从而导致组织再生和伤口愈合缓慢。而且，目前临床上慢性伤口的闭合率低，且复发率高，因此，亟需开发出新型功能敷料，促进慢性伤口愈合。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种双层网络水凝胶微针及其制备方法和应用，该双层网络水凝胶微针可有效解决现有的伤口敷料存在的促进伤口愈合效果差的问题，同时本专利技术提供的微针的制备过程具有操作简单、成本低的优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双层网络水凝胶微针的制备方法，包括以下步骤：（1）将含羧基的聚合物与含氨基和邻苯二酚的化合物接枝，制备含邻苯二酚的功能化聚合物；（2）将明胶与重组人源化胶原蛋白溶解，制得溶液A；将含邻苯二酚的功能化聚合物、含至少两个邻苯二酚结构的化合物和抗菌材料溶解，制得溶液B；（3）将溶液A注入模具内，离心使溶液A填充针孔，去除表面多余的溶液后干燥；然后将溶液B倒入模具内，离心后于室温下使溶液B进行交联反应并进行干燥，制得双层网络水凝胶微针。
[0007]进一步地，步骤（1）中具体反应过程为：将含羧基的聚合物溶解，制得聚合物溶液，向聚合物溶液中添加催化剂并搅拌反应，然后向其中加入含氨基和邻苯二酚的化合物，于加热和惰性气体环境下反应，然后进行透析并干燥，制得含邻苯二酚的功能化聚合物。
[0008]进一步地，含羧基的聚合物和含氨基和邻苯二酚的化合物的质量比为0.4
‑
1:1；含羧基的聚合物为海藻酸钠及其衍生物、透明质酸钠及其衍生物、羧甲基壳聚糖
及其衍生物、羧甲基纤维素及其衍生物或明胶及其衍生物；含氨基和邻苯二酚的化合物为3,4
‑
二羟基苯甲胺氢溴酸盐、盐酸多巴胺或4
‑
(3
‑
氨基丙基)苯
‑
1,2
‑
二醇。
[0009]进一步地，催化剂为1
‑
乙基
‑
（3
‑
二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，含羧基的聚合物、1
‑
乙基
‑
（3
‑
二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的质量比为10:2
‑
7:2
‑
5。
[0010]进一步地，步骤（2）中溶液A中明胶的浓度为100
‑
500 mg/mL，重组人源化胶原蛋白的浓度为50
‑
800 μg/mL；溶液B中含邻苯二酚的功能化聚合物的浓度为100
‑
400 mg/mL；含至少两个邻苯二酚结构的化合物的浓度为50
‑
200 mg/mL；抗菌材料的浓度为0.001
‑
100 mg/mL。
[0011]进一步地，重组人源化胶原蛋白为重组人源化Ⅰ型胶原蛋白或重组人源化Ⅲ型胶原蛋白。
[0012]进一步地，步骤（2）中含至少两个邻苯二酚结构的化合物为儿茶酚紫、鞣花酸、单宁酸、表没食子儿茶素没食子酸酯、棉酚或原花青素；抗菌材料为抗生素、金属氧化物和银纳米材料中的至少一种。
[0013]进一步地，抗生素为万古霉素、庆大霉素、阿米卡星、四环素、土霉素、金霉素、米诺环素、红霉素和链霉素中的至少一种；银纳米材料为银纳米颗粒、银纳米簇、银纳米棒、银纳米星和银纳米片中的至少一种。
[0014]进一步地，步骤（3）中双层网络水凝胶微针中，溶液A干燥后形成微针结构，溶液B干燥后形成基座结构，微针结构为圆锥形或棱锥型，微针的长度为400
‑
1000 μm，微针的底面直径或边长为200
‑
400 μm，相邻两针尖之间的距离为400
‑
800 μm，基座结构厚度为3
‑
10 mm。
[0015]一种双层网络水凝胶微针，采用上述的方法制得。
[0016]上述的双层网络水凝胶微针在制备伤口敷料中的应用。
[0017]本专利技术所产生的有益效果为：1、本专利技术制备的双层网络水凝胶微针中包括微针层和水凝胶基座层，微针层中含有多根微针结构，微针结构能以微创的方式克服坏死/角化过度的组织屏障，与创口内部的组织接触，在组织内快速溶解，实现有效成分重组人源化胶原蛋白的快速释放，利用重组人源化胶原蛋白促进组织再生，达到促进组织修复的目的。
[0018]2、含至少两个邻苯二酚结构的化合物在空气环境中通过氢键与含氨基和邻苯二酚的化合物分子、含邻苯二酚的功能化聚合物之间发生氧化聚合，交联形成稳定的水凝胶基座层，水凝胶基座可以起到密封剂的作用，防止外界的细菌附着，同时还能保持创口湿润；水凝胶基座中含至少两个邻苯二酚结构的化合物既与含邻苯二酚的功能化聚合物交联，又能络合抗菌材料中的银纳米颗粒等金属/金属氧化物纳米粒子；在使用过程中，含至少两个邻苯二酚结构的化合物可从基座中缓慢释放；含至少两个邻苯二酚结构的化合物为抗氧化剂，具有较强的自由基清除作用，在使用过程中，被释放出来的含至少两个邻苯二酚结构的化合物可消耗组织内产生的活性氧，缓解氧化应激反应，提高创口的修复效果，同时，基座中添加的抗生素也逐渐释放，可抑制细菌感染，通过抗氧化剂和抗生素的使用降低细菌和活性氧对创口愈合的影响，加速创口的修复。
[0019]3、本申请中直接采用明胶作为微针针尖的基体材料，使制得的针尖内部密度更高，以增加针尖的力学强度，提高针尖在创口的刺入效果，有效解决现有的交联凝胶结构的针尖存在的结构疏松，吸水后力学强度下降的问题；当微针针尖在创口组织内部快速溶解后，微针针尖在创口表面坏死的组织屏障上形成了微孔通道，该微孔通道可作为水凝胶基座层中的抗生素和抗氧化剂成分进入创口组织内部的药物渗透通道，提高抗生素和抗氧化剂成分在创口表面的渗入效果，进而提高促进创口修复的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层网络水凝胶微针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含羧基的聚合物与含氨基和邻苯二酚的化合物接枝，制备含邻苯二酚的功能化聚合物；（2）将明胶与重组人源化胶原蛋白溶解，制得溶液A；将含邻苯二酚的功能化聚合物、含至少两个邻苯二酚结构的化合物和抗菌材料溶解，制得溶液B；（3）将溶液A注入模具内，离心使溶液A填充针孔，去除表面多余的溶液后干燥；然后将溶液B倒入模具内，离心后于室温下使溶液B进行交联反应并进行干燥，制得双层网络水凝胶微针。2.如权利要求1所述的双层网络水凝胶微针的制备方法，其特征在于，步骤（1）中具体反应过程为：将含羧基的聚合物溶解，制得聚合物溶液，向聚合物溶液中添加催化剂并搅拌反应，然后向其中加入含氨基和邻苯二酚的化合物，于加热和惰性气体环境下反应，然后进行透析并干燥，制得含邻苯二酚的功能化聚合物。3.如权利要求1或2所述的双层网络水凝胶微针的制备方法，其特征在于，所述含羧基的聚合物和含氨基和邻苯二酚的化合物的质量比为0.4
‑
1:1；所述含羧基的聚合物为海藻酸钠及其衍生物、透明质酸钠及其衍生物、羧甲基壳聚糖及其衍生物、羧甲基纤维素及其衍生物或明胶及其衍生物；所述含氨基和邻苯二酚的化合物为3,4
‑
二羟基苯甲胺氢溴酸盐、盐酸多巴胺或4
‑
(3
‑
氨基丙基)苯
‑
1,2
‑
二醇。4.如权利要求2所述的双层网络水凝胶微针的制备方法，其特征在于，所述催化剂为1
‑
乙基
‑
（3
‑
二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，所述含羧基的聚合物、1
‑
乙基
‑
（3
‑
二甲基氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立，王云兵，杨霞，龙林宇，胡成，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：