【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种凝胶材料，尤其涉及一种具有良好力学性能、导电性、抗菌性，以及可通过拉伸训练提升强度，且可实现药物负载与缓释的壳聚糖基凝胶材料。
技术介绍
1、人体开放创面容易发生感染，尤其是因某些特殊疾病如糖尿病引起的创面难以愈合，如何有效降低创伤感染概率，促进伤口恢复和组织的再功能化是医学界亟待解决的热点和难点。敷料作为一种覆盖性治疗方式，可有效保护创口，提供治疗药物，是主要的创口治疗方式。传统的敷料如纱布和绷带等均由干织物构成，吸收渗出液程度有限，并且在移除时容易损坏新生成的组织，造成二次伤害。而水凝胶由于自身的溶胀、保水以及易移除特性，是伤口敷料的良好选择形式。壳聚糖自身具有良好的抗菌性和细胞相容性，常被用在医药生物等领域。但目前的凝胶敷料依然存在力学性能不适应，载药能力和缓释能力不足等特性，尤其是当普通药物很难对特殊创口产生作用时，再生医学手段如采用干细胞、外泌体等进行治疗将大幅提升治疗效果。但如何找到合适的载体实现有效的负载和可控缓释依然是一大难题。
2、壳聚糖自身具有良好的抗菌性和细胞相容性，常被用在医药生物等领域。壳聚糖是一种天然碱性多糖，其化学名称为β-(1，4)-2-氨基 -2-脱氧-d-葡萄糖。壳聚糖带强阳性电荷的氨基糖类分子，对带负电荷的分子具有很强的吸引力。因此通过静电作用，可以与带有负电荷的细菌细胞壁产生静电吸附，从而破坏细菌细胞壁。壳聚糖具有非常优异的生物特性和材料可加工用，近年来由壳聚糖材料制备的多孔支架、微球、水凝胶等广泛用作药物载体、细胞支架、创伤敷料和手术缝合线等。近年来，多种壳
3、针对以上问题，本专利技术提供了一种新型的壳聚糖基敷料材料构建方式，通过对壳聚糖自身的多肽改性实现了对于生物类药物的良好负载和缓释，结合可氢键作用大分子和两性离子型大分子的相互作用调控，实现良好的力学性能及在拉伸中实现强度的强化，结合导电性的引入实现了凝胶类似皮肤的效果，从而有望实现更好的敷料治疗效果。
技术实现思路
1、本专利技术致力于至少克服目前的技术困难之一，提供一种具有良好力学性能、抗菌性的凝胶材料，尤其提供一种可负载生物类药物，且可通过训练实现力学性能进一步提升的壳聚糖基凝胶材料。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，由多肽修饰壳聚糖大分子、可氢键作用大分子、两性离子型大分子组成，各组分的质量分数为：
4、多肽修饰壳聚糖大分子：4-8
5、阳离子改性壳聚糖：15-40
6、可氢键作用大分子：5-12
7、两性离子型大分子：10-30
8、醛基交联剂：0.1-0.5
9、进一步，所述多肽为环肽或水溶性环肽衍生物，其在多肽修饰壳聚糖大分子中的含量介于壳聚糖质量的10-40%之间。
10、进一步，所述环肽为五元环肽，由精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、d型苯丙氨酸、赖氨酸组成，并且首尾酰胺键成环其分子结构如下：
11、
12、进一步，所述环肽修饰壳聚糖基大分子可直接购买市售商品，也可以通过静电吸附法在溶液中对壳聚糖进行修饰，可通过壳聚糖大分子的胺基进行缩合、席夫碱反应接入，或通过201811542507.4表述的方法根据实际比例和需求进行改良后合成，具体如下：
13、将氨基聚乙二醇2000溶于少量无水二甲亚砜，按氨基聚乙二醇2000：二琥珀酰亚胺的摩尔比为1：1.5-1：2.5之间，取二琥珀酰亚胺，溶于适量无水二甲亚砜，将二琥珀酰亚胺的二甲亚砜溶液缓慢滴加至聚乙二醇2000的二甲亚砜溶液中，室温搅拌2～9小时，得反应液1，按聚乙二醇2000：环肽的摩尔比为1：0.5-1：1.5，取环肽溶于适量无水二甲亚砜，制备浓度为5.0mg/ml的溶液，将环肽的无水二甲亚砜溶液，缓慢滴加至反应液1，室温搅拌1～12小时，得反应液2，按壳聚糖上游离氨基：环肽的摩尔比为3：1～20：1取壳聚糖，将反应液2缓慢滴加至壳聚糖弱酸水溶液中，室温搅拌1～24小时，将终反应液置于截留分子量为4000的透析袋中，蒸馏水透析48小时，冷冻干燥，得到环肽-壳聚糖改性物。
14、进一步，所述水溶性环肽衍生物可为环肽-聚乙二醇-叶酸、环肽-聚乙二醇-氨基中的一种，可购买市售产品也可进行自行改性。
15、进一步，所述阳离子改性壳聚糖为季胺盐改性壳聚糖；优选的，为羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，其改性取代度以壳聚糖质量计算介于15-30%之间。
16、进一步，包括聚丙烯酰胺及其亲水衍生物、聚（n-羟乙基丙烯酰胺）、聚乙二醇-聚乙烯醇接枝共聚物中的一种。
17、进一步，所述聚丙烯酰胺的亲水衍生物如聚n，n’-二甲基丙烯酰胺，聚n，n’-二乙基丙烯酰胺等。
18、进一步，所述聚乙二醇-聚乙烯醇接枝共聚物中聚乙烯醇的质量介于聚乙二醇的30-60%之间。
19、进一步，所述两性离子型大分子为聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱、聚甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、聚甲基丙烯酸羧基甜菜碱，聚丙烯酸甲酯半胱氨酸、聚丙烯酸甲酯丝氨酸中的一种，其分子量介于30000-60000之间。
20、进一步，优选的，两性离子型大分子选择聚（[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵）。
21、进一步，所述聚丙烯酸甲酯半胱氨酸、聚丙烯酸甲酯丝氨酸的分子结构如下：
22、聚丙烯酸甲酯半胱氨酸：
23、
24、聚丙烯酸甲酯丝氨酸：
25、
26、进一步，所述醛基交联剂可为小分子醛基交联剂和大分子醛基交联剂；小分子醛基交联剂为戊二醛，大分子醛基交联剂为端醛基多臂聚乙二醇，分子量介于2000-6000之间。
27、进一步，所述端醛基多臂聚乙二醇为4臂端醛基聚乙二醇、6臂端醛基聚乙二醇、8臂端醛基聚乙二醇中的一种。
28、如4臂端醛基聚乙二醇的分子结构如下：
29、
30、进一步，所述凝胶的制备工艺为：
31、i：将阳离子改性壳聚糖溶解于ph值介于5-6.5之间的弱酸水溶液中，质量浓度介于3-8%之间；搅拌均匀后加入多肽修饰壳聚糖大分子，继续搅拌均匀后形成预聚液a；
32、ii：将可氢键作用大分子、两性离子型大分子、醛基交联剂溶于去离子水中，搅拌均匀后得到预聚液b，其中溶质的质量浓度介于10-20%之间；
33、iii：将预聚液b加入预聚液a中，搅拌均匀后，加入少量naoh水溶液，将溶液的ph值调至9-1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，由多肽修饰壳聚糖大分子、阳离子改性壳聚糖、可氢键作用大分子、两性离子型大分子组成，各组分的质量分数为：
2.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述环肽为五元环肽，由精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、D型苯丙氨酸、赖氨酸组成，并且首尾酰胺键成环，其分子结构如下：
3.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述阳离子改性壳聚糖为季胺盐改性壳聚糖，其改性取代度以壳聚糖质量计算介于15-30%之间。
4.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述可氢键作用大分子为带有胺基、羟基等可氢键作用基团的亲水性大分子，包括聚丙烯酰胺及其亲水衍生物、聚（N-羟乙基丙烯酰胺）、聚乙二醇-聚乙烯醇接枝共聚物中的一种。
5.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述两性离子型大分子为聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱、聚甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、聚甲基丙烯酸羧基甜菜碱，聚丙烯酸甲酯半胱氨酸、聚丙烯酸甲酯丝氨酸中的一种，其分子量介于
6.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述醛基交联剂可为小分子醛基交联剂或大分子醛基交联剂；小分子醛基交联剂为戊二醛，大分子醛基交联剂为端醛基多臂聚乙二醇，分子量介于2000-6000之间。
7.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述凝胶的制备工艺为：
8.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述凝胶可有效负载干细胞、干细胞外泌体等药物，并实现缓释，负载药物过程可在工艺过程II中加入所需负载药物。
9.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述凝胶具有拉伸训练强化特性，可在拉伸断裂形变范围内通过反复的拉伸-放松实现强度和模量的提高，提高极限值介于初始拉伸强度的50%-100%之间。
...【技术特征摘要】
1.一种可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，由多肽修饰壳聚糖大分子、阳离子改性壳聚糖、可氢键作用大分子、两性离子型大分子组成，各组分的质量分数为：
2.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述环肽为五元环肽，由精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、d型苯丙氨酸、赖氨酸组成，并且首尾酰胺键成环，其分子结构如下：
3.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述阳离子改性壳聚糖为季胺盐改性壳聚糖，其改性取代度以壳聚糖质量计算介于15-30%之间。
4.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述可氢键作用大分子为带有胺基、羟基等可氢键作用基团的亲水性大分子，包括聚丙烯酰胺及其亲水衍生物、聚（n-羟乙基丙烯酰胺）、聚乙二醇-聚乙烯醇接枝共聚物中的一种。
5.如权利要求1所述的可训练强化类皮肤壳聚糖基凝胶敷料，其特征在于，所述两性离子型大分子为聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱、聚甲基丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢嘉威，陈一，刘嘉婷，李佳新，陈颖，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：
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