System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶及其制备方法和应用技术_技高网
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一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶及其制备方法和应用技术

技术编号:41269648 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-11 09:24
本发明专利技术属于生物医用水凝胶材料技术领域,公开了一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法及其应用,步骤如下:将丙烯酰胺、甘草酸、硫酸锌、尿囊素溶于适量的水中,得到混合溶液;然后依次加入N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺,得到水凝胶前体;最后通过低温静置制得具有多孔结构的水凝胶。该水凝胶制备方法简单,条件温和,联合了甘草酸与尿囊素优异的药理性能,具有优异的溶胀性和粘附性,良好的生物相容性,显示出良好的促进伤口愈合的效果,在生物医药材料领域具有较好的临床转化潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用水凝胶材料领域,具体是指一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶及其制备方法和应用


技术介绍

1、皮肤作为人体最大的器官,主要用来保护机体的内环境稳定,但皮肤作为人体的第一道防线,会直接与外界接触,容易受到各种损伤,并可能出现一些与感染相关的疾病,如急性肾衰竭、败血症,甚至死亡等。伤口愈合是一个复杂的过程,涉及四个不同但相互关联的重叠阶段:包括止血期、炎症期、增殖期和重塑期。为了促进伤口愈合,使用伤口敷料可以在伤口愈合过程中提供物理屏障,防止进一步感染。过去多使用纱布、绷带等传统材料,或者在纱布、绷带上加入生长因子、抗炎药物等,这种方式不仅价格昂贵,治疗效果单一,更换敷料时还会对伤口造成二次伤害。近年来,新型伤口敷料不断出现在大众视野,如泡沫类敷料、薄膜敷料、水凝胶敷料等。其中水凝胶敷料引起了越来越多的关注,是目前临床上应用最广泛的伤口敷料之一。水凝胶是一类具有亲水性的三维网络结构凝胶,它可以在水中迅速溶胀,并可在该状态下保持大量体积的水而不溶解的一种高分子材料,具有高孔隙率、良好的透气性和透湿性、可快速吸收过多的组织渗出物等优点。另外,皮肤在受到损伤后,细菌感染、促炎因子的大量产生是延缓皮肤伤口愈合的两大关键因素。因此,为了加快伤口愈合的速度,制备具有优异抗菌与抗炎效果的水凝胶值得进一步深入研究。

2、甘草酸(glycyrrhizic acid, gl)是中药甘草的主要活性成分之一,具有抗炎、保肝、抗菌、抗病毒、抗肿瘤及抗溃疡等作用。它不仅在治疗慢性炎症,如慢性病毒性肝炎、特应性皮炎和其他皮肤病方面具有优异的治疗作用;而且具有较好的的抗菌活性,可单独使用或与其他药物联合使用。从分子结构上看,gl是一种三萜皂苷类天然产物,主要由两分子亲水的葡萄糖醛酸和一分子疏水的甘草次酸构成。根据其结构特点,两亲性和手性的甘草酸分子在水溶液中表现出各向异性的自组装行为,可自组装为具有氢键的三维网络超分子水凝胶。根据以上特点可以得出gl可作为天然的双功能构建模块用于水凝胶的制备,并显示出伤口敷料应用的巨大潜力。为了提高gl水凝胶的在伤口敷料应用潜力,专利cn115845125a公开了一种负载色氨酸碳量子点的甘草酸水凝胶及其制备方法和应用,但甘草酸的添加量为1-4 wt%,添加量较高,并且该水凝胶是一种可注射型的伤口敷料,机械强度较差。此外,高自组装浓度的gl水凝胶会导致一定的细胞毒性,并且gl水凝胶缺乏足够的机械强度、附着力和自愈能力,阻碍了其在生物医学领域的应用。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术提出了一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:首先,利用金属离子可与gl发生配位的特性,加入金属离子降低了甘草酸水凝胶的自组装浓度。随后,与丙烯酰胺混合交联,并加入了具有促进细胞生长,软化角质蛋白等生理功能的尿囊素(allantoin,al),与gl协同发挥抗菌和抗炎功效,制备了一款粘附性能、溶胀性能优异,稳定性高,同时具有抗细菌感染和抑制炎症反应的伤口敷料水凝胶。

3、一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸复合水凝胶的制备方法,具体步骤如下:

4、(1)将尿囊素、丙烯酰胺、甘草酸和可溶金属盐溶于适量的去离子水中,在常温下磁力搅拌,得到混合溶液;

5、(2)向步骤(1)得到的混合溶液中依次加入交联剂n,n-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵以及促引发剂四甲基乙二胺,得到聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体;

6、(3)将步骤(2)得到的聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体在低温环境中静置,得到聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶。

7、所述步骤(1)中尿囊素首先使用热水溶解,溶解的热水温度为50-80 ℃,进一步优选为70 ℃。

8、所述步骤(1)中可溶金属盐为硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁中的任意一种。

9、所述步骤(1)中磁力搅拌的转速为200-500 rpm,时间为10-30 min。

10、所述步骤(1)中丙烯酰胺在混合溶液中的质量浓度为2-40 wt%,尿囊素在混合溶液中的质量浓度为0.1-1 wt%,甘草酸在混合溶液中的质量浓度为0.25-1 wt%。

11、所述步骤(1)中可溶金属盐在混合溶液中的浓度为0.5-5 mm,进一步优选为2.5-5mm。

12、所述步骤(2)中交联剂n,n-亚甲基双丙烯酰胺在聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体中的质量浓度为0.02-0.2 wt%,引发剂过硫酸铵在聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体中的质量浓度为0.2-2 wt%,交联剂与引发剂的比例为1:10,四甲基乙二胺在聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体中的浓度为1-3 μl/ml。

13、作为上述技术方案的进一步优选,所述步骤(2)中加入顺序为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺;在加入n,n-亚甲基双丙烯酰胺后,需要磁力搅拌10-30min;加入过硫酸铵后,需要磁力搅拌10-30 min;之后加入四甲基乙二胺后,需要磁力搅拌30-180 s。

14、所述步骤(3)低温环境的温度为-7--20 ℃,静置的时间为24-72 h。

15、上述的制备方法制备的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶。

16、上述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶作为伤口敷料在皮肤伤口愈合中的应用。

17、本专利技术产生的有益效果是:

18、1. 本专利技术首先将可溶性金属盐加入甘草酸中,降低了甘草酸自组装成为水凝胶的浓度。然后加入丙烯酰胺、交联剂n,n-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵和促引发剂四甲基乙二胺,合成了聚丙烯酰胺,以此来提高甘草酸水凝胶的稳定性和机械性能。此外,向水凝胶中加入尿囊素促进了伤口愈合。

19、2. 本专利技术的制备方法简单快速,只需将化合物按照一定比例和顺序加入并混合在水溶液中并在低温下静置即可制备成功,无需其它的有机试剂和复杂的工艺。

20、3. 本专利技术合成的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的细胞毒性小,具有良好的机械性能、溶胀性、粘附性与自愈性。当将甘草酸与尿囊素两种药物混合制备成水凝胶,保留了两种药物的生物活性,实现了甘草酸与尿囊素在伤口部位联合发挥药理功效。

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【技术保护点】

1.一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中尿囊素需先用50-80 ℃的去离子水中溶解。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中可溶金属盐为硫酸锌、硫酸铜和硫酸亚铁中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中磁力搅拌的转速为200-500 rpm,时间为10-30 min。

5.根据权利要求4所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中丙烯酰胺在混合溶液中的质量浓度为2-40 wt%,尿囊素在混合溶液中的质量浓度为0.1-1 wt%,甘草酸在混合溶液中的质量浓度为0.25-1 wt%,可溶性金属盐的浓度为0.5-5 mM。

6.根据权利要求5所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中N,N-亚甲基双丙烯酰胺在聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体中的质量浓度为0.02-0.2 wt%,过硫酸铵在聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体中的质量浓度为0.2-2 wt%,N,N-亚甲基双丙烯酰胺与过硫酸铵的质量比为1:10。

7.根据权利要求6所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中四甲基乙二胺在聚丙烯酰胺/甘草酸/尿囊素水凝胶前体中的浓度为1-3 μL/mL。

8.根据权利要求7所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中低温环境的温度为-7--20 ℃,静置的时间为24-72 h。

9.权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶。

10.权利要求9所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶作为伤口敷料在皮肤伤口愈合中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中尿囊素需先用50-80 ℃的去离子水中溶解。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中可溶金属盐为硫酸锌、硫酸铜和硫酸亚铁中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中磁力搅拌的转速为200-500 rpm,时间为10-30 min。

5.根据权利要求4所述的聚丙烯酰胺/尿囊素/甘草酸水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中丙烯酰胺在混合溶液中的质量浓度为2-40 wt%,尿囊素在混合溶液中的质量浓度为0.1-1 wt%,甘草酸在混合溶液中的质量浓度为0.25-1 wt%,可溶性金属盐的浓度为0.5-5 mm。

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:张杰吴孟亭刘宝林
申请(专利权)人:河南大学
类型:发明
国别省市:

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