一种具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶及其制备方法和应用技术

技术编号：41296672 阅读：3 留言：0更新日期：2024-05-13 14:45

本发明专利技术公开了一种具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶及制备方法，阳离子复合水凝胶以明胶(GT)、壳聚糖(CS)为基底材料，将具有吸电子特性的甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MPTAC)共价交联成弹性聚丙烯酰胺水凝胶网络，两者均匀混合形成阳离子复合水凝胶。其中明胶(GT)、壳聚糖(CS)交联形成基底材料，增强水凝胶的力学性能、吸水性、亲水性，缩短凝胶时间。引入甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MPTAC)，其阳离子基团与皮肤组织中蛋白质的极性基团之间发生强静电相互作用，使水凝胶在伤口皮肤表面紧密粘附，随着组织渗出液在水凝胶敷料与创面皮肤表面之间形成脂质层，静电亲和性减弱，使水凝胶的粘附能随时间的推移而降低，更容易从皮肤表面去除，避免二次损伤。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物材料研究领域，特别涉及一种具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

1、皮肤易受到外部损伤，导致严重的健康问题和细菌感染，甚至危害患者的性命。传统止血材料如纱布、棉絮等可迅速吸收血液和组织渗出物。然而，由于缺乏生理调节的粘附性，在换药过程中通常无法避免二次损伤。此外，传统止血材料不具备抗菌性能，伤口愈合过程中的细菌感染会威胁伤者的性命。因此，为了提高患者的健康水平，制备出能够生理调控粘附、具有抗菌性能和促进伤口愈合的新型伤口敷料显得尤为重要。

2、水凝胶具有高含水量的三维网状结构，可以创造一个湿润的环境，吸收大量的组织渗出物，为创面提供物理屏障。以明胶(gt)、壳聚糖(cs)为水凝胶基底材料，赋予水凝胶较好的力学性能、吸水性、亲水性，缩短凝胶时间。然而该水凝胶基底吸收一定的创面渗出液，这些渗出液往往会在一定程度上粘附在创面上。在临床实践中，更换粘连的敷料需要切割和机械清创配合麻醉，给患者带来额外的精神和身体痛苦。在换药过程中，上皮组织也可能被破坏，导致继发性损伤和伤口愈合延迟。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶，所述的阳离子复合水凝胶以由明胶和壳聚糖交联形成水凝胶基底材料，甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺

3、进一步的，明胶和壳聚糖的质量比为(4～6)：1。

4、进一步的，甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、2-酮戊二酸的质量比为1.875：(0～1.5)：1：10。

5、一种上述具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)取壳聚糖和明胶加入到去离子水中，水浴加热，充分搅拌使壳聚糖和明胶充分交联，得到均匀的凝胶基底溶液；

7、(2)取甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺和n,n′-亚甲基双丙烯酰胺溶解去离子水中，与2-酮戊二酸混合，在常温避光条件下搅拌，得到均匀的阳离子凝胶溶液；

8、(3)将水凝胶基底溶液与阳离子水凝胶溶液均匀混合，混相溶液倒入模具中，在紫外线下照射，得到具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶。

9、进一步的，步骤(1)中的水浴温度为40～60℃，反应时间为30～40min。

10、进一步的，步骤(2)中的搅拌时间为30～60min。

11、进一步的，步骤(3)中紫外线(紫外线强度为200mw cm-2，波长为365nm，照射时间为1.5～2h。

12、一种上述具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶在制备伤口敷料方面的应用。

13、本专利技术提出一种具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶伤口敷料及制备方法，我们在水凝胶基底材料中引入甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(mptac)，其阳离子基团与皮肤组织中蛋白质的极性基团之间发生强静电相互作用，使水凝胶在伤口皮肤表面紧密粘附，随着组织渗出液在水凝胶敷料与创面皮肤表面之间形成脂质层，静电亲和性减弱，因此，水凝胶的粘附性能随时间的推移而降低，更容易从皮肤表面去除，避免二次损伤。此外，mptac的阳离子基团也通过电荷对电荷的排斥作用赋予了水凝胶较高的水膨胀率和抗菌率等。

14、本专利技术提供具有生理调控黏附性能的阳离子复合水凝胶及制备方法具有如下优点：

15、(1)本专利技术所述的阳离子复合水凝胶材料制备方法简单可控，制备工艺简单高效。该合成方法清晰易懂，所需原料简单，且符合环保原则。

16、(2)本专利技术的阳离子复合水凝胶以gt/cs为水凝胶基底，赋予水凝胶较好的粘附性、力学性能、亲水性和生物相容性等。

17、(3)本专利技术的阳离子复合水凝胶，使用mptac为主体，以gt/cs为基底材料，赋予水凝胶较好的生理调控粘附性、止血性能、抗菌性等。

18、(4)通过在gt/cs水凝胶基底中加入具有阳离子基团的聚丙烯酰胺水凝胶网络，既保留了基底材料良好的力学性能、吸水性、亲水性等，又增加了对生物体组织如皮肤等的抗菌性能、促愈合性能。

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【技术保护点】

1.一种具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶，其特征在于：所述的阳离子复合水凝胶以明胶和壳聚糖交联形成水凝胶基底材料，甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-酮戊二酸共价交联形成阳离子水凝胶，将二者均匀混合制备出具有生理调控粘附性的复合水凝胶。

2.根据权利要求1所述的具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶，其特征在于：所述明胶和壳聚糖的质量比为(4～6)：1。

3.根据权利要求1所述的具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶，其特征在于：所述丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-酮戊二酸的质量比为1.875：(0～1.5)：1：10。

4.一种根据权利要求1至3任一所述具有生理调控粘附性的阳离子复合水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的水浴温度为40～60℃，反应时间为30～40min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的搅拌时间为30～60min。