一种可注射抗菌水凝胶、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种可注射抗菌水凝胶、制备方法及其应用，属于高分子材料技术领域，以式I所述结构作为抗菌成分及凝胶骨架，与醛基功能化的透明质酸在弱碱性水介质中混合得到；该水凝胶以聚氢化嘧啶杂环高分子作为抗菌骨架，协同醛基化多糖透明质酸，基于Schiff

【技术实现步骤摘要】
一种可注射抗菌水凝胶、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种可注射抗菌水凝胶、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]脓性细菌感染是临床的难点之一，脓性菌侵入组织后扩散性并不大，但其对于局部组织的破坏相对于其他菌株要严重的多，日常脓性感染多发于携带脓性菌的锐器扎伤等。病灶一旦形成脓疱，对抗生素的抵抗力会呈现指数型增加，除开刀引流术外难以治疗。
[0003]近年来水凝胶作为药物载体受到广泛关注，由于其湿润、柔软的特点，已被作为开放性伤口敷料被广泛使用。可注射水凝胶一般由动态化学键交联而成，通常具有自愈合性以及粘流性，能够自适应的填充伤口组织间隙，并将负载药物释于创面内，阻止细菌感染并加速伤口愈合。但皮下脓性感染无法像开放创面一样便于进行创面清洁并换药，且手术也会对病灶皮肤产生二次伤害。
[0004]现阶段大部分抗菌凝胶多是作为抗生素的载体，一些凝胶载体自身并不具备交联的化学结构，仅仅由絮凝剂，保水剂以及增稠剂组成，降解迅速，药物释放无规律。因次，针对以上的问题，开发一种能够自身抗菌且可注射的水凝胶针剂是制敌良策，但现阶段临床上能发挥药性的抗菌凝胶针剂很少，基本上处于空白阶段，新型抗菌针剂的开发具有战略性意义。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种可注射抗菌水凝胶、制备方法及其应用，该水凝胶以聚氢化嘧啶杂环高分子作为抗菌骨架，协同醛基化多糖透明质酸，基于Schiff
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base反应以C＝N双键动态键交联的具有快速成胶、自身抗菌性质，可应用于脓性皮下感染的治疗材料中，在生物医药材料领域具有广泛的应用。
[0006]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0007]一种可注射抗菌水凝胶，以式I所述结构作为抗菌成分及凝胶骨架，与醛基功能化的透明质酸在弱碱性水介质中混合得到；
[0008][0009]其中，m为聚醚胺D
‑
230单体重复单元，n为正整数，10≤n≤60。
[0010]进一步地，所述醛基功能化的透明质酸具有式II所示的结构：
[0011][0012]其中，n为聚合度，50≤n≤1000，m为n中被氧化改性的结构单元，m在n中所占比例为k计量，20％≤k≤60％。
[0013]另一方面，本专利技术还提供了上述一种可注射抗菌水凝胶的制备方法，具体包括如下步骤：
[0014]首先将氢化嘧啶抗菌聚合物溶于弱碱性水介质中，随后加入醛基功能化的透明质酸溶液，得到水凝胶材料。
[0015]进一步地，所述氢化嘧啶抗菌聚合物和醛基功能化的透明质酸的质量比为1:0.5
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5；所述氢化嘧啶抗菌聚合物中氨基和醛基功能化的透明质酸中醛基摩尔比为1:0.5
‑
5。
[0016]进一步地，所述溶剂为弱碱性水、生理盐水或缓冲溶液；其中，所述弱碱性水的pH为7.4
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8.5；所述醛基功能化的透明质酸的质量
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体积浓度为5％
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25％；所述氢化嘧啶抗菌聚合物的质量
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体积浓度为5％
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30％；所述混合温度为4
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37℃。
[0017]进一步地，所述醛基功能化的透明质酸是由天然多糖透明质酸与高碘酸盐在避光、室温条件下进行氧化反应，得到式Ⅱ结构所示的聚合物；其中，采用的溶剂为水，所述高碘酸盐包括但不限于钠盐，钾盐等。
[0018]第三方面，本专利技术还提供了上述一种可注射抗菌水凝胶的应用，该可注射抗菌水凝胶材料作为抗菌敷料用于创面愈合，并具有抗炎抗氧化作用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0020]本专利技术提供了一种可注射抗菌水凝胶、制备方法及其应用，所述水凝胶由聚氢化嘧啶抗菌高分子、高碘酸氧化的透明质酸大分子在弱碱性水性介质中混合快速得到，凝胶化迅速，反应条件温和，细胞相容性好；所述水凝胶可以响应脓性菌酸性代谢产物缓慢降解，这种具有快速成胶、自抗菌性质的水凝胶可作为药物应用在生物医用材料领域。与传统脓性感染的手术干预相比，本专利技术通过非特异性的破膜杀菌方式，阻断细菌与上层正常皮肤组织的接触，同时破坏脓疱组织，而脓疱处脓性菌群的酸性代谢产物触发凝胶的局部降解，释放出游离的抗菌聚合物于组织中，在病灶处营造一个杀菌微环境，彻底阻断感染恶化。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0022]图1为本专利技术实施例1所制备的聚氢化嘧啶抗菌聚合物的核磁共振氢谱图；
[0023]图2为本专利技术实施例5所制备的质量浓度为10％的水凝胶的机械强度测试结果；
[0024]图3为质量浓度为10％的水凝胶的自修复性能的测试结果图；
[0025]图4为质量浓度为10％的水凝胶的扫描电子显微镜图；
[0026]图5为不同浓度的凝胶材料对L929细胞的毒性测试结果；
[0027]图6为10％水凝胶表面接触杀菌效果；
[0028]图7为10％水凝胶用于小鼠背部的皮下感染模型在治疗5天后的治疗效果。
具体实施方式
[0029]为清楚、完整地描述本专利技术所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本专利技术的具体实施方式如下：
[0030]以下实施例中，丁炔二酸二甲酯，甲醛溶液，聚醚胺D
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230，冰乙酸，透明质酸，高碘酸钠，均购自上海阿拉丁有限公司；其中，透明质酸的分子量为80
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100万，氧化度为35％。
[0031]一种可注射抗菌水凝胶，以式I所述结构作为抗菌成分及凝胶骨架，与醛基功能化的透明质酸在弱碱性水介质中混合得到；
[0032][0033]其中，m为聚醚胺D
‑
230单体重复单元，n为正整数，10≤n≤60。
[0034]所述醛基功能化的透明质酸具有式II所示的结构：
[0035][0036]其中，n为聚合度，50≤n≤1000，m为n中被氧化改性的结构单元，m在n中所占比例为k计量，20％≤k≤60％。
[0037]实施例1聚氢化嘧啶抗菌聚合物的制备
[0038]本实施例提供了聚氢化嘧啶抗菌聚合物的制备方法，具体包括如下内容：
[0039]将1.42g丁炔二酸二甲酯、2.3g聚醚胺D
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230分别溶于20mL甲醇中，随后在搅拌下将聚醚胺溶液缓慢滴加到丁炔二酸二甲酯溶液中，反应20分钟后向反应体系中滴加2.43g甲醛溶液以及1.2g冰乙酸；常温反应48h后，混合物体系经减压蒸馏后分别用50mL饱和碳酸氢钠溶液洗涤3次，随后收集有机相，加入过量的无水硫酸镁干燥过夜；将混合物过滤浓缩，并在油泵减压下旋蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可注射抗菌水凝胶，其特征在于，以式I所述结构作为抗菌成分及凝胶骨架，与醛基功能化的透明质酸在弱碱性水介质中混合得到；其中，m为聚醚胺D
‑
230单体重复单元，n为正整数，10≤n≤60。2.如权利要求1所述的一种可注射抗菌水凝胶，其特征在于，所述醛基功能化的透明质酸具有式II所示的结构：其中，n为聚合度，50≤n≤1000，m为n中被氧化改性的结构单元，m在n中所占比例为k计量，20％≤k≤60％。3.如权利要求1所述的一种可注射抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：首先将氢化嘧啶抗菌聚合物溶于弱碱性水介质中，随后加入醛基功能化的透明质酸溶液，得到水凝胶材料。4.如权利要求3所述的一种可注射抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于，所述氢化嘧啶抗菌聚合物和醛基功能化的透明质酸的质量比为1:0.5
‑
5；所述氢化嘧啶抗菌聚合物中氨基和醛基功能化的透明质酸中醛基摩尔比为1:0.5

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莉，田永昌，肖春生，庄秀丽，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：