[發明專利]一種天冬氨酸基自修復抗菌水凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201911381842.5
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN113045771B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 秦江雷;安恒;莘佳富;陳丹陽
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L77/02;C08L29/04;C08G69/48;A61K9/06;A61K47/34;A61L26/00;A61L27/18;A61L27/52
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 蘇艷肅

本發明提供了一種天冬氨酸基自修復抗菌水凝膠，其是由含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸與聚乙烯醇在水溶液中反應而成，所述的含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸是由天冬氨酸經熱聚合、開環、季銨化三步反應得到。所述的含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸包括重復單元A和重復單元B，其中，重復單元B的數量占重復單元總數量的30%~90%。本發明水凝膠可以實現自催化的自修復過程，避免了外加催化劑帶來的副作用，其對不同的菌種有一定的抑制作用，可在生物醫藥領域推廣應用。

技術領域

本發明涉及水凝膠制備技術領域，具體涉及一種天冬氨酸基自修復抗菌水凝膠及其制備方法與應用。

背景技術

水凝膠是以水為分散介質的凝膠，其具有高分子網絡體系，性質柔軟，能夠保持一定的形狀，可以吸收大量的水。水凝膠是在具有網狀交聯結構的水溶性高分子中引入一部分疏水基團和親水殘基，親水殘基與水分子結合，將水分子連接在網狀內部，而疏水殘基遇水膨脹。

抗菌自修復水凝膠是當受到外界損傷之后具有自愈合能力的水凝膠，并具有對外來細菌的抵抗性，可自我修復是生命體與非生命體最大的區別之一，在身體受到外界傷害時，生命體的傷口可以自我修復并恢復機體的相關功能，而傷口修復時，往往會由于傷口表面有大量的細菌導致傷口感染的問題。而且可以抗菌的自修復水凝膠，不僅修復過程接近生命體的自我修復，而且還在抗傷口感染方面有著重要的作用。因此，抗菌自修復水凝膠已經引起科學界的廣泛關注。

目前報道的有關化學交聯的自修復水凝膠有許多都是在適當的催化劑存在下實現的，如基于酸催化下的可逆亞胺基團的自修復，酸催化下的可逆肟自修復，酸或苯胺的催化下酰腙的自修復，以及非生物相容性有機凝膠及水凝膠的自修復等。這些催化劑雖然可以實現凝膠的自修復過程，但是高濃度的中強酸或苯胺等作為催化劑具有生物毒性，使可修復水凝膠的生物相容性大打折扣，且隨著催化劑的流失水凝膠會逐漸失去自修復功能，無法真正應用到生命科學與工程材料領域中。因此，研究生物基相關的水凝膠具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的就是提供一種天冬氨酸基自修復抗菌水凝膠，以解決現有合成水凝膠生物相容性差、不可降解的問題。

本發明的另一目的是提供一種天冬氨酸基自修復抗菌水凝膠的制備方法和應用，以制備出可實現自修復，且對傷口感染達到抗菌效果的天冬氨酸基水凝膠。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：一種天冬氨酸基自修復抗菌水凝膠，其是由含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸與聚乙烯醇在水溶液中反應而成，所述的含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸包括重復單元A和重復單元B，其中，重復單元B的數量占重復單元總數量的30%~90%；含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸與聚乙烯醇的質量比為0.5~2∶1；

、，

其中，R為H或C_1~12的烷基。

所述含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸的結構式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ，

其中，R為H或C_1~12的烷基，100≤（x+y）×n≤140，x∶y=1~21∶9。

進一步地，含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸與聚乙烯醇的總質量占水凝膠總質量的5%~50%。

一種天冬氨酸基自修復抗菌水凝膠的制備方法，所述的水凝膠是由含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸與聚乙烯醇在水溶液中反應而成；所述的含苯硼酸基團和抗菌基團的聚天冬氨酸是由天冬氨酸經熱聚合、開環、季銨化三步反應得到，反應式如下所示：

，

其中，R為H或C_1~12的烷基，100≤（x+y）×n≤140，x∶y=1~21∶9。

所述的制備方法具體包括以下步驟：