[發明專利]傷口粘合水凝膠材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010359674.6
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111514367B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 黃建永;田卓靈;蘇醒
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: A61L24/00
• 分類號: A61L24/00;A61L24/08;A61L24/06;C08J3/075;C08L33/02;C08L5/08;C08K5/134
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種傷口粘合水凝膠材料、制備方法及其應用。該傷口粘合水凝膠材料主要成分包括聚丙烯酸、殼聚糖、單寧酸和螯合劑，其中聚丙烯酸與殼聚糖通過靜電相互作用形成互穿網絡；單寧酸，用于增強傷口粘合水凝膠的粘性和酸性；螯合劑，用于將單寧酸與互穿網絡中的聚丙烯酸及殼聚糖進行交聯。該傷口粘合水凝膠材料在空氣中和水中均呈現較高的粘接強度，且均可實現反復粘接，粘接穩定，不受酸堿影響，在水中呈現出對生物軟組織的特異性粘接，對傷口具有抗菌和明顯促愈合能力。其穩定的粘接強度，高粘接效率和可反復粘接大幅度節約手術時間，其水下對生物軟組織的特異性粘附也方便醫生操作，降低病人痛苦。除此之外還具有作為可穿戴設備基底的潛能。

技術領域

本發明涉及一種可反復使用生物軟組織超粘附與抗菌功能的傷口粘合水凝膠材料、制備方法及其應用，屬于生物醫用材料技術領域。

背景技術

近年來，許多新興生物醫用材料被用于傷口或創面愈合，包括多孔海綿、靜電紡絲、生物薄膜等。如何快速止血，促進組織自修復成為了材料設計的關注重點。然而上述材料在實際操作中都需要包扎，傷口處理流程較為專業，對創可貼那樣便捷無傷傷口粘合膠帶的需求日益增長，粘性水凝膠材料逐漸走入人們的視野。

水凝膠材料是以水分散的高分子鏈，透氣性能優良，但傷口處于開放狀態，容易感染，因此賦予材料抗菌能力很有必要。除此之外，皮膚上汗腺發達，表面通常覆蓋著汗液和油脂，濕潤的組織表面對水凝膠的粘附十分不利，目前大部分水凝膠敷料都不具有長期可重復粘合性。因此亟需開發一種能夠在濕潤或油脂覆蓋表面依舊保持循環粘性且具有抗菌性能的水凝膠。

常見粘性水凝膠材料在與水相互作用后，表面與水形成氫鍵，從而使得材料與其他物質相互作用下降，降低甚至丟失粘性。解決濕表面粘附問題關鍵在于，使材料表面恢復粘性，即保持材料表面一定的氫鍵密度。聚丙烯酸帶有許多羧基，能與許多物質作用，形成氫鍵，從而具有粘性，尤其與組織里的氨基相互作用。部分解離的羧酸根能夠與殼聚糖氨基上的正電互相作用，提供強的靜電相互作用，維持結構的相對穩定，抑制其表面羧基與水的相互作用，在與水分子接觸后，通過輕微擠壓，質子化殼聚糖通過靜電相互作用解開水與羧基的氫鍵，從而排出水分子，維持表面的氫鍵密度，從而具有水下粘附性能。

單寧酸具有類似貽貝中主要粘性物質多巴胺的鄰酚二羥結構，其聯苯結構提供更強的共軛作用，使其粘附性能更優于多巴胺。且單寧酸還具有一定的抗氧化性能，和抗菌性能，不僅能夠清除傷口處自由基，還能抑制傷口感染，限制傷口的炎癥反應，從而更有效地促進傷口修復。單寧酸的強還原性導致它容易阻聚，因此限制了其聚丙烯酸水凝膠中的含量。質子化殼聚糖能夠與單寧酸上的酚羥基結合，從而阻止單寧酸氧化，降低它的阻聚效果。

發明內容

本發明旨在提供一種可反復使用生物軟組織超粘附與抗菌功能的傷口粘合水凝膠材料、制備方法及其應用。

為達到上述一個目的，本發明提供了一種傷口粘合水凝膠材料，其主要成分包括聚丙烯酸、殼聚糖、單寧酸和螯合劑，其中：聚丙烯酸與殼聚糖通過靜電相互作用形成互穿網絡；單寧酸，用于增強傷口粘合水凝膠的粘性和酸性；螯合劑，用于將單寧酸與互穿網絡中的聚丙烯酸及殼聚糖進行交聯。

上述方案中，所述聚丙烯酸在傷口粘合水凝膠材料中作為主網絡，在傷口粘合水凝膠材料中的質量分數為19％，用于提供基本力學強度和基本粘性。

上述方案中，所述殼聚糖在傷口粘合水凝膠材料中作為副網絡，在傷口粘合水凝膠材料中的質量分數為2-3％；所述殼聚糖在聚丙烯酸酸性條件下質子化，抑制單寧酸氧化，降低單寧酸的阻聚作用，并與組織表面帶負電的基團作用，提高粘性。

上述方案中，所述單寧酸用以輔助交聯，在傷口粘合水凝膠材料中的質量分數為1-3％。

上述方案中，所述螯合劑為含Al³⁺的無機鹽，所述含Al³⁺的無機鹽為Al(NO₃)₃·9H₂O或AlCl₃。