【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料、组织工程和再生医学，具体涉及一种可促进皮肤伤口愈合的微凝胶组装体支架及其制备方法。
技术介绍
1、正常的伤口愈合分为止血、炎症、增殖、重塑四个同步序列的过程，其中增殖期涉及由成纤维细胞、肌成纤维细胞和角质形成细胞组成的肉芽组织的形成，在该过程中，成纤维细胞和肌成纤维细胞过度增殖，同时伴随胶原的合成和降解失衡，导致过度的纤维化，即为伤口的瘢痕化。水凝胶作为一种具有可调力学性能、良好生物相容性、高含水性、高吸水性的生物材料，其制成的敷料可以快速吸收伤口渗出液，抑制细菌感染，是皮肤组织修复中常用的一大材料。理想的伤口敷料应具有良好的生物相容性、吸收渗液和保湿性、一定的机械强度、透气性等，而传统水凝胶敷料通常难以兼顾凝胶的透气性和吸收渗液能力，且无法支撑细胞向凝胶中的渗透，因此研究一种新型的基于微凝胶组装的水凝胶敷料具有重要意义。
2、用于皮肤伤口愈合的微凝胶组装的多孔凝胶支架可以兼顾吸水性和透气性，且多孔结构利于细胞的向凝胶中浸润，实现内源性修复。并通过不同组分、不同功能微凝胶之间进行模块化的组合，实现抗炎、抗氧化、抗菌等多重治疗功能。通过提高水凝胶敷料的透气性和细胞浸润性能，并赋予抗炎和药物递送的功能，多孔微凝胶支架可在加速伤口愈合和减轻瘢痕化中发挥作用。
3、微凝胶是一种尺寸在几微米至几百微米的水凝胶，其较大的比表面积有利于伤口渗出液的吸收，通过对微凝胶进行组装，可制备具有较大尺寸的微凝胶组装体支架，扩展其在各个领域的用途。微凝胶的组装方案包括化学反应组装、物理作用组装、细胞介导微凝
4、但是，直接使用金属离子会带来明显的生物毒性，不适用于生物医学领域。锌离子对细胞活力、细胞增殖、血管化、凝血、成骨等过程都具有浓度依赖性影响：现有研究表明当锌离子浓度大于100μm时，其对内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞等细胞都普遍具有明显的细胞毒性，进而抑制细胞增殖；在较低浓度下(低于80μm)，锌离子对细胞的黏附、增殖、迁移均具有促进作用。掺杂锌离子的羟基磷灰石是一种具有优异生物相容性无机材料，锌离子缓慢溶解释放，能够极大降低局部锌离子浓度，提高细胞和血液相容性，同时具有可降解性和抗菌性等生物活性功能。因此，相比直接使用锌离子，掺杂锌的羟基磷灰石具有低生物毒性和其他生物活性功能，更适用于组织再生领域。
技术实现思路
1、为解决现有水凝胶敷料难以兼具多孔性、自愈合性、力学性能，以及微凝胶组装体支架组装强度不够、生物相容性差的问题，本专利技术提供一种可促进皮肤伤口愈合的微凝胶组装体支架及其制备方法，通过微凝胶中双膦酸基团和纳米粒子中锌离子产生的较强配合作用实现微凝胶微球组装成颗粒状微凝胶支架。该微凝胶组装方案可高效、快速实现水凝胶微球之间的组装，且避免了直接使用锌离子的生物毒性。该组装方案形成的水凝胶组装体支架，具有多孔性、可注射性、自愈合性、宏观力学性能和优异的生物相容性。
2、为解决技术背景中相关问题，本专利技术采用如下的技术方案：
3、分别制备了双膦酸基团修饰的水凝胶微球和掺杂锌离子的羟基磷灰石纳米粒子。将修饰后水凝胶悬浮液与改性后纳米粒子悬浮液进行充分混合，通过微凝胶中双膦酸基团和纳米粒子中锌离子产生的较强配合作用实现微凝胶组装。
4、进一步的，制备双膦酸基团修饰的水凝胶微球的具体步骤：(1)利用甲基丙烯酸酐对含有化合物a进行改性，制备带有双膦酸结构的聚合单体；其中化合物a包括阿仑膦酸钠、帕米磷酸钠、羟乙基二叉磷酸钠等；(2)将双膦酸单体引入水凝胶预聚液中，在微流道装置中制备得到微凝胶，在紫外光下对微凝胶进行交联固化。
5、进一步的，带有双膦酸结构的聚合单体的制备过程如下，将化合物a溶解于水中，用naoh调节ph为7-8，逐滴加入甲基丙烯酸酐，在冰浴和氮气保护下反应8小时以上。反应结束后，通过浓缩、沉淀、重结晶、冻干等后处理步骤，得到纯净白色固体，即为双膦酸单体。
6、进一步的，水凝胶通过紫外光交联制备。水凝胶预聚液由双膦酸单体、其他单体或大分子和光引发剂组成，其他单体或大分子包括丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸化明胶、甲基丙烯酸化透明质酸的一种或多种。水凝胶预聚液中的苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂作为光引发剂，可在紫外光下引发交联，
7、进一步的，微凝胶通过微流道装置制备，水相为上述水凝胶预聚液，油相为含有体积比15％span-80表面活性剂的石蜡油。通过调节水、油两相流速，制备不同尺寸的水凝胶微球。其中水相流速为650μl/h，油相流速为1-4ml/h不等。
8、进一步的，掺杂锌离子的羟基磷灰石纳米粒子可以通过共沉淀法制备，锌离子掺杂摩尔量在5-15％。
9、进一步的，微凝胶组装方案如下，将微凝胶悬浮于pbs溶液中，制成100mg/ml的微凝胶悬液，记为a液。将掺杂锌离子的羟基磷灰石纳米粒子配置成50mg/ml的悬液，记为b液。将1ml a液和40-200μl b液混合，充分涡旋，微凝胶在纳米粒子的作用下自行发生组装，得到微凝胶组装体支架。
10、由上述的制备方法，得到一种可用于促进皮肤伤口愈合的微凝胶组装体支架，其可用于制备促进皮肤伤口愈合的敷料或药剂。
11、与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果是：
12、本专利技术提供了一种新的微凝胶组装的思路和策略，反应过程简单，组装过程快速且简便，组装力较强，且避免了直接使用锌离子的生物毒性。所形成的组装体支架具有以下优势：①可注射性和自愈合性；②多孔性和透气性；③力学性能适中且可调；④生物相容性。
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1.一种可促进皮肤伤口愈合的微凝胶组装体支架的制备方法，其特征在于，首先分别制备双膦酸基团修饰的水凝胶微球和掺杂锌离子的羟基磷灰石纳米粒子，利用所述微球及纳米粒子分别得到修饰后水凝胶悬浮液与改性后纳米粒子悬浮液，再将二者进行充分混合，通过微凝胶中双膦酸基团和纳米粒子中锌离子产生配合作用实现微凝胶微球组装成颗粒状微凝胶支架。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备双膦酸基团修饰的水凝胶微球的具体步骤包括：(1)利用甲基丙烯酸酐对化合物A进行改性，制备带有双膦酸结构的聚合单体；其中化合物A为阿仑膦酸钠、帕米磷酸钠、羟乙基二叉磷酸钠中的一种或多种；(2)将带有双膦酸结构的聚合单体引入水凝胶预聚液中，在微流道装置中制备得到微凝胶，在紫外光下对微凝胶进行交联固化，得到所述水凝胶微球。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：将化合物A溶解于水中，用NaOH调节pH为7-8，逐滴加入甲基丙烯酸酐，在冰浴和氮气保护下反应8小时以上，反应结束后，通过酸化、浓缩、沉淀、冻干的后处理步骤，得到纯净白色固体，即为带有双膦酸结构的聚合单体
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶预聚液包括所述带有双膦酸结构的聚合单体、其他单体或大分子和光引发剂，所述其他单体或大分子为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸化明胶、甲基丙烯酸化透明质酸中的一种或多种，以苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂作为光引发剂。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，微凝胶通过微流道装置制备，水相为所述水凝胶预聚液，油相为含有15％(体积比)Span-80表面活性剂的石蜡油，通过调节水、油两相流速，制备尺寸100-500μm的水凝胶微球，其中水相流速为650μL/h，油相流速为1-4mL/h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂锌离子的羟基磷灰石纳米粒子通过水热法制备，锌离子掺杂量在5-15％(摩尔比)。
7.根据权利要求1所述的制备方法，将水凝胶微球悬浮于PBS溶液中，制成100mg/mL的微凝胶悬液，记为A液，将掺杂锌离子的羟基磷灰石纳米粒子用去离子水配置成50mg/mL的悬液，记为B液，将A液和B液按体积比1mL：40-200μL混合，充分涡旋，微凝胶在纳米粒子的作用下自行发生组装，抽滤收集得到微凝胶组装体支架，所得组装体支架孔隙率在20-30％。
8.一种微凝胶组装体支架，其特征在于，所述支架由权利要求1-7任一项所述的制备方法制得。
9.如权利要求8所述微凝胶组装体支架的应用，其特征在于，所述微凝胶组装体支架用于制备促进皮肤伤口愈合的敷料或药剂。
...【技术特征摘要】
1.一种可促进皮肤伤口愈合的微凝胶组装体支架的制备方法，其特征在于，首先分别制备双膦酸基团修饰的水凝胶微球和掺杂锌离子的羟基磷灰石纳米粒子，利用所述微球及纳米粒子分别得到修饰后水凝胶悬浮液与改性后纳米粒子悬浮液，再将二者进行充分混合，通过微凝胶中双膦酸基团和纳米粒子中锌离子产生配合作用实现微凝胶微球组装成颗粒状微凝胶支架。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备双膦酸基团修饰的水凝胶微球的具体步骤包括：(1)利用甲基丙烯酸酐对化合物a进行改性，制备带有双膦酸结构的聚合单体；其中化合物a为阿仑膦酸钠、帕米磷酸钠、羟乙基二叉磷酸钠中的一种或多种；(2)将带有双膦酸结构的聚合单体引入水凝胶预聚液中，在微流道装置中制备得到微凝胶，在紫外光下对微凝胶进行交联固化，得到所述水凝胶微球。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：将化合物a溶解于水中，用naoh调节ph为7-8，逐滴加入甲基丙烯酸酐，在冰浴和氮气保护下反应8小时以上，反应结束后，通过酸化、浓缩、沉淀、冻干的后处理步骤，得到纯净白色固体，即为带有双膦酸结构的聚合单体。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶预聚液包括所述带有双膦酸结构的聚合单体、其他单体或大分子和光引发剂，所述其他单体或大分子为丙...
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