[發明專利]生物大分子及改性埃洛石復合水凝膠及其制備和應用

有效

• 申請號: 202110211322.0
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112979999B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 趙薈菁;徐張鵬;孟凱
• 申請（專利權）人: 南通紡織絲綢產業技術研究院;蘇州大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/24;C08L89/00;C08L5/08;C08K9/04;C08K7/26;A61L26/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發明涉及一種生物大分子及改性埃洛石復合水凝膠及其制備和應用，其中，生物大分子及改性埃洛石復合水凝膠包括絲素蛋白和殼聚糖的化學交聯網絡，化學交聯網絡中分布有多個經酸改性的埃洛石納米管。本發明的復合水凝膠包括生物相容性良好的絲素蛋白和殼聚糖，同時包括改性埃洛石，將生物大分子的生理活性與埃洛石的載藥能力相結合，以滿足傷口愈合各階段的抗菌、止血、促愈合的需求。研究了通過化學交聯形成的水凝膠的熱穩定性、溶脹率、力學性能。通過抑菌，止血和細胞遷移實驗評價了水凝膠的體外生物學性能。用SD大鼠全層皮膚傷口模型評估了水凝膠對傷口愈合的影響。

技術領域

本發明涉及水凝膠敷料技術領域，尤其涉及一種生物大分子及改性埃洛石復合水凝膠及其制備和應用。

背景技術

皮膚是人體最先受外界應激因素影響的器官，皮膚一旦受損將削弱其屏障功能，造成組織細胞的損傷。皮膚傷口愈合有一套復雜的機制，可以通過刺激細胞粘附，遷移和血管生成來加速愈合過程。潮濕的環境更有利于傷口愈合，新型傷口敷料需要吸收并保持適量的傷口滲出液，為傷口床提供營養，為細胞增殖遷移提供最佳的環境，促進傷口修復。水凝膠是一種半透明固體材料，由于其具有維持濕潤傷口環境、替代皮膚作為物理屏障的能力而被廣泛應用于傷口管理。水凝膠的網絡結構使其具有吸水膨脹能力，可保留接近甚至大于其重量的水分，這種特性使它們能夠用于運送藥物，吸收組織滲出液來治療皮膚創傷。作為新型傷口敷料的水凝膠敷料需要具備更多優良性能以應對傷口愈合的不同階段，包括止血，炎癥，增殖和重建。止血期考察傷口敷料是否能快速引發凝血級聯反應；炎癥期重點在于破壞細菌，為傷口組織的生長做準備；增殖期需要為組織細胞和新生血管的生長提供支架；重建期敷料應易于被生物體降解，并盡可能減小瘢痕。滿足愈合不同階段的傷口需求是目前傷口敷料研究的熱點。

為了解決傷口愈合不同階段的難題，很多具有獨特生理功能的材料已被應用于制備傷口敷料。殼聚糖(CS)是一種天然生物大分子物質，具有優良的生物相容性、抗菌性、免疫刺激活性和凝血功能，能加速組織修復，促進傷口收縮，但純CS凝膠的抗壓性能不足，性質不穩定，需要與其他材料復合。絲素蛋白(SF)是提取自家蠶蠶絲的生物蛋白，具備較高的機械強度、良好的生物相容性和生物降解性，是傷口敷料的優良候選材料。SF與CS結合后能增強凝膠的力學性能。無機礦物埃洛石(HNT)具有中空管腔結構，有一定的藥物負載能力，通過加熱和酸堿改性處理可以進一步增大管徑并暴露羥基，促進其與藥物的結合，增加藥物負載量。由HNT引發的內源性凝血機制可以有效應對傷口出血，但HNT本身是不可降解的，單獨使用容易殘留在傷口部位，影響愈合效果。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種生物大分子及改性埃洛石復合水凝膠及其制備和應用，本發明的復合水凝膠包括生物相容性優良的絲素蛋白和殼聚糖，同時包括改性埃洛石，將生物大分子的生理活性與埃洛石的載藥能力相結合，以滿足傷口愈合不同階段的抗菌、止血、促愈合等需求。

本發明的第一個目的是提供一種生物大分子及改性埃洛石復合水凝膠，其包括絲素蛋白和殼聚糖的化學交聯網絡，所述化學交聯網絡中分布有多個經酸改性的埃洛石納米管。

進一步地，絲素蛋白和殼聚糖的質量比為9:1-3:2；所述殼聚糖和埃洛石納米管的質量比為1:2-2:1。優選地，絲素蛋白和殼聚糖的質量比為4:1。

進一步地，絲素蛋白的分子量為25-350kDa。

進一步地，殼聚糖的粘均分子量550-1150kDa，脫乙酰度為75-86％。

進一步地，埃洛石納米管的長度為500～1500nm，外徑約為30～50nm，內徑約為15～20nm。

本發明中，埃洛石納米管通過非共價鍵與絲素蛋白和殼聚糖的化學交聯網絡連接。

本發明的第二個目的是提供一種上述生物大分子及改性埃洛石復合水凝膠的制備方法，包括以下步驟：