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一种3D打印创可贴及其制备方法技术

技术编号:39943243 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-08 22:43
本发明专利技术公开了一种3D打印创可贴及其制备方法。本发明专利技术将明胶(GelMA)和重组胶原蛋白(rColMA)进行改性,并与罗氏菌素和GelMA/红花多糖微球混合,利用三维打印技术构建3D水凝胶结构,并将其固定在粘性自愈合水凝胶ACG上,获得具有抗菌、促血管化和调免疫功能的水凝胶创可贴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于组织工程材料领域,具体地涉及一种3d打印创可贴及其制备方法。


技术介绍

1、由细菌引起的传染病已成为日益严重的健康问题,每年导致数百万人患病和死亡。细菌感染引起的慢性皮肤缺损难以修复,因为炎症反应最终导致细胞死亡和组织坏死,并减缓伤口修复过程。有效预防创面感染,提高患者愈合效率对于创面感染的治疗至关重要。因此,预防术后感染是外科临床工作的重要组成部分。除了确保无菌操作外,常见的伤口抗菌方法在术后护理中尤为重要。然而,传统的清洗、消毒、清洁纱布覆盖等方法已不能完全满足当今多重耐药菌数量迅速增加的环境下的抗感染要求。因此,探索克服多药耐药菌的新治疗策略是临床创面手术抗感染治疗需要解决的重要问题。

2、近年来,许多利用细菌素来抗菌,但大多数细菌素为多肽或蛋白质类物质,它们的抗菌特性通常受到蛋白酶的破坏,而罗伊氏菌素是由小分子水溶性中性物质组成的混合物,因而它的抑菌活性不会被蛋白酶破坏,具有更强的稳定性。罗氏菌素可以抑制核糖核酸还原酶活性,而这种酶dna合成所必需的,因此罗氏菌素可以通过干扰细菌dna复制来抑制细菌增殖。由于罗伊氏素既具广谱抗菌特性,又对人和动物无害,可用于调节肠道菌群分布;杀死口腔病原菌以预防龋齿;作为抗感染治疗剂,其用途正逐步被广泛开发。

3、伤口愈合是一个复杂的生物学过程,涉及一系列动态事件,包括止血、炎症、细胞增殖和分化、新血管和肉芽组织形成、胶原合成、皮肤上皮化和伤口收缩。由于潮湿的环境和频繁的运动,动态全层皮肤创面愈合仍然是一个复杂的问题。近年来,多功能水凝胶在伤口修复方面有很大的应用前景。

4、水凝胶具有优异的保湿、吸水、透明可视化和生物相容性等特性,已作为组织工程概念引入创面修复领域。这些优点是医用敷料不可缺少的,它保证了伤口湿润,吸收了伤口渗出物,便于伤口监测。iii型重组胶原蛋白作为一种新型医用材料,具有与人胶原蛋白相应片段100%相似、结构正确、生物活性高、安全性高等优点,已广泛应用于创面修复领域。有研究报道,单一的胶原蛋白水凝胶在实际应用中存在抗菌活性差、易受外界刺激损伤、机械强度不足、降解性不可控等局限性,限制了其在生物医学中的应用。为了解决这些问题,通过添加甲基丙烯酰明胶形成互穿聚合物网络,提高水凝胶的力学性能,降低水凝胶的降解率。然而,传统的水凝胶只能保持伤口湿润,但湿性环境可能有助于细菌生长。

5、水凝胶敷料作为感染伤口愈合治疗的新探索极具应用价值和前景。相对于水凝胶敷料直接作用于伤口,传统的水凝胶敷料越来越显示出其局限性,不能愈合,形状匹配差,伤口滞留能力弱以及存在伤口易感染等问题。

6、因此,需要研发出一种抗菌、促血管化和调免疫功能的水凝胶创可贴。


技术实现思路

1、针对现有技术的上述缺陷,本专利技术提供了一种抗菌、促血管化和调免疫功能的水凝胶创可贴及其制备方法。

2、本专利技术的技术目的是通过以下技术方案来实现的:

3、本专利技术提供一种3d打印创可贴,其配方包括有改性ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶、红花多糖微球及罗伊氏菌素,其重量比为(2-4):(1-2):(0.002-0.01):(0.01-0.03)。

4、优选地,本专利技术所述改性ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶、红花多糖微球及罗伊氏菌素的重量比为2:1:0.002:0.01。红花多糖是红花中主要有效成分之一,为均一的杂多糖,主要由两种组分构成,其中sps-1由甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成,sps-2由葡萄糖、甘露糖、木糖、鼠李糖组成,具有三螺旋结构,葡萄糖是其主要组成部分。红花多糖具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化等活性,其中抗氧化作用的同时无细胞毒性,具有良好的应用前景。然而,红花多糖分子量大,细胞膜通透性差,不易穿透皮肤表皮,局部药物治疗效果难以发挥。为了克服这一问题,明胶微球(gelma)被用作用来封装红花多糖系统的载体。

5、进一步地,本专利技术所述改性ⅲ型胶原蛋白通过以下方法制得:称取0.5~1.5g的ⅲ型胶原蛋白充分溶解后,调节ph值至6.8~7.2,加入0.5ml~1.5ml甲基丙烯酸酐反应,除去未反应的物质,离心、过滤、冻干后即得。

6、进一步地,本专利技术所述甲基丙烯酸化明胶通过以下方法制得:称取10~30g明胶溶解,加入5~20ml甲基丙烯酸酐反应,除去未反应的物质,离心、过滤、冻干后即得。

7、进一步地,本专利技术所述红花多糖微球通过以下方法制得:称取0.1g~0.3g甲基丙烯酸化明胶和0.1mg~0.3mg红花多糖溶解,加入2~6mg光引发剂(优选为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐),混匀后用微流控装置制备红花多糖微球,将微球光交联,除去微球表面的氟化油,离心即得。

8、进一步地,本专利技术制备红花多糖微球中氟化油:红花多糖-gelma溶液流速比为2:1~3:1。

9、进一步地,本专利技术3d打印水凝胶基底采用acg改性甘氨酸,所述acg改性甘氨酸通过以下方法制得:将5g~10g甘氨酸、50~100ml去离子水、10~20mg碳酸钾、20~40ml二乙醚低温溶解,将5ml~13ml丙烯酰氯与10ml~30ml乙醚的溶液缓慢滴入,反应完成后调节ph值至12±0.1,除去有机相,收集水层,合并酸化至ph值至2.0±0.1,除去有机相,收集有机层并干燥,溶液过滤、浓缩、沉淀、纯化、干燥即得。

10、本专利技术的另一技术目的是提供一种上述的3d打印创可贴的制备方法,包括以下步骤:用acg改性甘氨酸作为3d打印水凝胶基底,将红花多糖微球、罗伊氏菌素、改性ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶混匀后倒入打印机中,将水凝胶打印成型,用缓冲液冲洗干净,即得。

11、进一步地,本专利技术3d打印机的条件为光强度:14~16mw/cm2、曝光时间:12~16s、基层层数:1~3层、基层曝光时间:10~20s。

12、本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果:

13、本专利技术将甲基丙烯酸化明胶(gelma)和ⅲ型胶原蛋白(rcolma)进行改性,并与罗伊氏菌素和gelma/红花多糖微球混合,利用三维打印技术构建3d水凝胶结构,并将其固定在粘性自愈合水凝胶acg上,以期获得具有抗菌、促血管化和调免疫功能的水凝胶创可贴。

14、1、利用水凝胶构建物理屏障,隔绝外部细菌感染,同时负载的罗氏菌素(罗氏菌素具有稳定的抗菌性),与其他的细菌素,具有稳定的抗菌特性,且更加安全。

15、2、本专利技术所制得的释放红花多糖的gelma水凝胶,能够抑制细菌生长、促进血管化和巨噬细胞表型极化作用,增强感染创面愈合的治疗效果。acg水凝胶基底具有很强的粘附性,能够将水凝胶贴在创面部位,隔绝外源细菌的感染,避免创面的二次感染。

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【技术保护点】

1.一种3D打印创可贴,其特征在于,其配方包括有改性Ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶、红花多糖微球及罗伊氏菌素,其重量比为(2-4):(1-2):(0.002-0.01):(0.01-0.03)。

2.根据权利要求1所述的3D打印创可贴,其特征在于,所述改性Ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶、红花多糖微球及罗伊氏菌素的重量比为2:1:0.002:0.01。

3.根据权利要求1或2所述的3D打印创可贴,其特征在于,所述改性Ⅲ型胶原蛋白通过以下方法制得:称取0.5~1.5g的Ⅲ型胶原蛋白充分溶解后,调节pH值至6.8~7.2,加入0.5mL~1.5mL甲基丙烯酸酐反应,除去未反应的物质,离心、过滤、冻干后即得。

4.根据权利要求1或2所述的3D打印创可贴,其特征在于,所述甲基丙烯酸化明胶通过以下方法制得:称取10~30g明胶溶解,加入5~20mL甲基丙烯酸酐反应,除去未反应的物质,离心、过滤、冻干后即得。

5.根据权利要求1或2所述的3D打印创可贴,其特征在于,所述红花多糖微球通过以下方法制得:称取0.1g~0.3g甲基丙烯酸化明胶和0.1mg~0.3mg红花多糖溶解,加入2~6mg光引发剂,混匀后用微流控装置制备红花多糖微球,将微球光交联,除去微球表面的氟化油,离心即得。

6.根据权利要求5所述的3D打印创可贴,其特征在于,所述光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐。

7.根据权利要求5所述的3D打印创可贴,其特征在于,制备红花多糖微球中氟化油:红花多糖-GelMA溶液流速比为2:1~3:1。

8.根据权利要求1或2所述的3D打印创可贴,其特征在于,3D打印水凝胶基底采用ACG改性甘氨酸,所述ACG改性甘氨酸通过以下方法制得:将5g~10g甘氨酸、50~100mL去离子水、10~20mg碳酸钾、20~40mL二乙醚低温溶解,将5mL~13mL丙烯酰氯与10mL~30mL乙醚的溶液缓慢滴入,反应完成后调节pH值至12±0.1,除去有机相,收集水层,合并酸化至pH值至2.0±0.1,除去有机相,收集有机层并干燥,溶液过滤、浓缩、沉淀、纯化、干燥即得。

9.一种如权利要求1~8中任意一项所述的3D打印创可贴的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:用ACG改性甘氨酸作为3D打印水凝胶基底,将红花多糖微球、罗伊氏菌素、改性Ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶混匀后倒入打印机中,将水凝胶打印成型,用缓冲液冲洗干净,即得。

10.根据权利要求9所述得3D打印创可贴的制备方法,其特征在于,3D打印机的条件为光强度:14~16mW/cm2、曝光时间:12~16s、基层层数:1~3层、基层曝光时间:10~20s。

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【技术特征摘要】

1.一种3d打印创可贴,其特征在于,其配方包括有改性ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶、红花多糖微球及罗伊氏菌素,其重量比为(2-4):(1-2):(0.002-0.01):(0.01-0.03)。

2.根据权利要求1所述的3d打印创可贴,其特征在于,所述改性ⅲ型胶原蛋白、甲基丙烯酸化明胶、红花多糖微球及罗伊氏菌素的重量比为2:1:0.002:0.01。

3.根据权利要求1或2所述的3d打印创可贴,其特征在于,所述改性ⅲ型胶原蛋白通过以下方法制得:称取0.5~1.5g的ⅲ型胶原蛋白充分溶解后,调节ph值至6.8~7.2,加入0.5ml~1.5ml甲基丙烯酸酐反应,除去未反应的物质,离心、过滤、冻干后即得。

4.根据权利要求1或2所述的3d打印创可贴,其特征在于,所述甲基丙烯酸化明胶通过以下方法制得:称取10~30g明胶溶解,加入5~20ml甲基丙烯酸酐反应,除去未反应的物质,离心、过滤、冻干后即得。

5.根据权利要求1或2所述的3d打印创可贴,其特征在于,所述红花多糖微球通过以下方法制得:称取0.1g~0.3g甲基丙烯酸化明胶和0.1mg~0.3mg红花多糖溶解,加入2~6mg光引发剂,混匀后用微流控装置制备红花多糖微球,将微球光交联,除去微球表面的氟化油,离心即得。

6.根据权利要求5所述的3d...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭瑞冯龙宝刘玉黄尚辉
申请(专利权)人:广州贝奥吉因生物科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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