【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学材料，尤其是一种基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料及其制备方法。
技术介绍
1、伤口敷料是一种广泛应用于医疗领域的材料，用于保护和促进伤口的愈合。水凝胶材料作为一种新型敷料材料被广泛研究和应用。水凝胶是一种具有高水含量和三维网络结构的材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性。此外，水凝胶具备可调控的机械性能，同时能够吸收大量水分并保持湿润环境，具有作为伤口敷料促进伤口愈合的巨大潜力。
2、药物的缓释是伤口敷料中的一个重要功能，然而传统水凝胶敷料往往不能实现药物的持续和控制释放，水凝胶直接包封药物时，药物主要分布于水凝胶内部的孔壁中，在水凝胶与伤口浸出液进行液体交换的过程中被快速释放，从而导致药物疗效的降低。近年来，纳米纤维作为一种常用的药物载体，其较小的尺寸和较大的比表面积赋予其高载药量的特点，也被考虑应用于伤口敷料中，但其机械强度较低，难以满足实际应用的要求。因此，需要进一步研究和开发具有药物缓释功能和高机械强度的水凝胶敷料，以满足现代医疗领域对敷料的需求，并改善伤口愈合的效果。首先，药物装载到水凝胶后，能够以较稳定的形式附着于孔壁，以防止其快速流失。另一方面，为了实现药物在伤口愈合过程中的控制释放，敷料必须能够对伤口愈合的过程进行动态响应或者外部给予特定的刺激实现药物的智能缓释。因此开发一种低成本、制作方便及具备智能响应性的伤口敷料具有重要的临床意义。
3、目前，药物刺激响应系统主要围绕ph、温度、光、电场以及磁场响应等方式开展。静电纺丝技术可以通过将药物溶解或分散在刺激响应聚合物
技术实现思路
1、针对现有水凝胶伤口敷料不能实现药物的持续和控制释放，存在药物释放爆发性释放的问题，本专利技术提供了一种基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料及其制备方法。
2、本专利技术提供的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料是通过在天然水凝胶孔隙内负载包封药物分子的纳米纤维制得，制备方法如下：
3、s1、分别将药物分子和高分子聚合物进行溶解制成溶液，然后将药物分子溶液和高分子聚合物溶液进行混合，得到混合溶液。
4、所述高分子聚合物选自共聚物a、聚丙烯酸、聚(甲基丙烯酸)、聚(n，n'-二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、聚(己内酯)、聚乳酸-共-羟基乙酸、聚乳酸中的任意一种。所述高分子聚合物优选的是共聚物a，所述共聚物a由甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(deaema)、甲基丙烯酸甲酯(mma)、丙烯酰吗啉(acmo)，4-丙烯酰基苯甲酮(abp)这四种原料共聚反应制成。deaema：mma：abp：acmo摩尔比为80:10:7:3。制备方法如下：
5、将deaema、mma、abp、acmo分别溶于二恶烷中形成四种单体溶液，在避光圆底烧瓶中将四种单体溶液混合，并加入偶氮二异丁腈，通氮气去除瓶内空气；然后用锡纸包裹烧瓶，在持续通入氮气的条件下，置于70℃预热的油浴中反应10-15h，得到含共聚物a的溶液；将含聚合物a的溶液进行透析，冷冻干燥，获得共聚物a粉末(padam)。
6、制备的共聚物a(padam)中，deaema赋予合成的padam有效的ph刺激响应行为，具有较大位阻的mma有利于提高padam的玻璃化转变温度，acmo为亲水,无毒,免疫原性低的单体，生物相容性极佳,对蛋白质吸附细胞黏附具有排斥作用赋予其防粘连的作用，而具有敏感光引发交联基团的abp有助于纳米纤维padam更好的稳定性。
7、所述药物分子为抗生素类、非甾体抗炎药物、生长因子类、多肽类、抗氧化剂中的任意一种。具体的是，所述药物分子为阿莫西林、红霉素、青霉素、头孢克肟、头孢拉定、左氧氟沙星、阿司匹林、双氯芬酸、吲哚美辛、血管内皮生长因子(vegf)、表皮生长因子(egf)、转化生长因子(tgf-β)、血小板衍生生长因子(pdgf)和胰岛素样生长因子(igf)中的任意一种。
8、s2、将混合溶液作为纺丝溶液进行静电纺丝，然后施加紫外光进行交联，使药物分子有效封装于纳米纤维内部，再将制备的纳米纤维在超声下破碎，形成纳米纤维粉末。
9、s3、在水凝胶基质溶液中加入交联剂和纳米纤维粉末，混合搅拌均匀，调节ph至7.4，然后在40-50℃条件下恒温反应10-30min，得到目标物伤口敷料。即在天然水凝胶孔隙内负载包封药物分子的纳米纤维，形成伤口敷料。
10、优选的是，所述水凝胶基质为壳聚糖、瓜尔胶、羧甲基纤维素、胶原、透明质酸、凝血素、明胶、海藻酸钠中的任意一种或两种的复合物。
11、优选的是，所述步骤s1中，药物分子由水或有机溶剂进行溶解，浓度为1-10ug/ml。高分子聚合物由有机溶剂溶解，高分子聚合物的质量分数为30-50％。有机溶剂选自四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、乙醇、聚乙二醇、丙二醇中的任意一种或两种。
12、优选的是，所述步骤s2中，静电纺丝采用的纺丝机电压为15-25kv，接地收集器和注射器针头之间的距离为10-30cm、注射泵流速为1.0-2.0ml/h、环境温度为20-30℃，湿度范围为50-70％；所使用的紫外光波长为300-400nm，强度为0.5-2wcm-2。
13、优选的是，所述步骤s3中，交联剂选自无水氯化钙、戊二醛、葡萄糖酸内酯、京尼平、柠檬酸亚锡二钠、双磺基琥珀酰亚胺辛二酸酯中的一种。
14、本专利技术的伤口敷料缓蚀原理：首先以具有ph响应的纳米纤维负载药物，以实现伤口处的药物智能响应释放，随后以三维网络状结构并具备良好机械强度的生物质水凝胶为载体，将纳米纤维负载在其孔隙内部，可起到避免药物爆发性释放并延长药物释放时间的作用。一方面，药物负载于ph响应的纳米纤维中，具有较高的药物负载量且可对伤口处的微环境进行响应释放，使得药物分子的控制释放能力得到显著提升；另一方面，纳米纤维负载于生物质水凝胶内部，实现了药物的两阶段释放，即纳米纤维释放(第一阶段)和水凝胶释放(第二阶段)，可有效延长药物释放时间。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
16、(1)本专利技术通过静电纺丝技术，将药物分子负载至ph响应的载药纳米纤维中，用于实现药物分子的可控释放，且此技术操作简便，无有机溶剂残留。
17、(2)相比于现有水凝胶伤口敷料，本专利技术引入了ph响应的载药纳米纤维，填充至天然水凝胶孔隙内部，实现了药物在水凝胶内的两段释放，有效延长药物的释放时间至10倍以上，避免药物的爆发释放。
18、(3)本专利技术制备的基于天然水凝胶的伤口敷料，结合纳米纤维使天然水凝胶内部结构曲折度更加复杂，提升药物分子在其内部扩散路径长本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，首先将药物分子负载于具有pH响应性能的纳米纤维中，然后将载药的纳米纤维负载于水凝胶基质内部，得到目标物伤口敷料；所述纳米纤维由高分子聚合物通过静电纺丝制成；所述高分子聚合物选自共聚物A、聚丙烯酸、聚(甲基丙烯酸)、聚(N，N'-二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、聚(己内酯)、聚乳酸-共-羟基乙酸、聚乳酸中的任意一种；所述共聚物A由甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰吗啉、4-丙烯酰基苯甲酮这四种原料单体共聚反应制成。
2.如权利要求1所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
3.如权利要求2所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述共聚物A的制备方法如下：
4.如权利要求3所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰吗啉、4-丙烯酰基苯甲酮的用量摩尔比为80:10:7:3。
5.如权利要求1所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征
6.如权利要求1所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述药物分子为抗生素类、非甾体抗炎药物、生长因子类、多肽类、抗氧化剂中的任意一种。
7.如权利要求2所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，药物分子由水或有机溶剂溶剂，高分子聚合物由有机溶剂溶解，有机溶剂选自四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、乙醇、聚乙二醇、丙二醇中的任意一种或两种。
8.如权利要求2所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，静电纺丝采用的纺丝机电压为15-25kv，接地收集器和注射器针头之间的距离为10-30cm、注射泵流速为1.0-2.0mL/h、环境温度为20-30℃，湿度范围为50-70％；所使用的紫外光波长为300-400nm，强度为0.5-2Wcm-2。
9.如权利要求2所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，交联剂选自无水氯化钙、戊二醛、葡萄糖酸内酯、京尼平、柠檬酸亚锡二钠、双磺基琥珀酰亚胺辛二酸酯中的一种。
10.一种基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料，其特征在于，由权利要求1-9任意一项所述制备方法制成。
...【技术特征摘要】
1.一种基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，首先将药物分子负载于具有ph响应性能的纳米纤维中，然后将载药的纳米纤维负载于水凝胶基质内部，得到目标物伤口敷料；所述纳米纤维由高分子聚合物通过静电纺丝制成；所述高分子聚合物选自共聚物a、聚丙烯酸、聚(甲基丙烯酸)、聚(n，n'-二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯)、聚(己内酯)、聚乳酸-共-羟基乙酸、聚乳酸中的任意一种；所述共聚物a由甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰吗啉、4-丙烯酰基苯甲酮这四种原料单体共聚反应制成。
2.如权利要求1所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
3.如权利要求2所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述共聚物a的制备方法如下：
4.如权利要求3所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰吗啉、4-丙烯酰基苯甲酮的用量摩尔比为80:10:7:3。
5.如权利要求1所述的基于天然水凝胶的药物缓释伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述水凝胶基质为壳聚糖、瓜尔胶、羧甲基纤维素、胶原、透明质酸、凝血素、明胶、海藻酸钠中的任意一种或两种的复合物。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊凌，尚娇娇，代孟源，项振宇，邵彤，曾凡英，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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