[發(fā)明專利]一種海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113174060B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙峽;張苗;陳祥艷;蔣天澤;宋盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L5/04;C08L5/08;C08K3/22;A61L26/00
• 代理公司: 青島合創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37264
• 代理人: 王曉曉

本發(fā)明提供了一種海藻酸?殼寡糖?氧化鋅復合水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明以海藻酸為原料，通過氧化劑制備氧化海藻酸，然后將海藻酸氧化后的醛基與殼寡糖的氨基通過席夫堿進行交聯(lián)，同時負載氧化鋅納米粒子，制備了海藻酸?殼寡糖?氧化鋅復合水凝膠。通過實驗研究驗證，本發(fā)明的復合水凝膠具有多孔的三維結(jié)構(gòu)，很好的機械性能，并實現(xiàn)了Zn²⁺的緩慢釋放。所述海藻酸?殼寡糖?氧化鋅復合水凝膠不僅具有親水性、保水性和生物相容性，還具有廣譜抗菌作用，能夠有效促進傷口愈合。因此，所述復合水凝膠在促進傷口愈合、抗菌感染和保水方面顯示出明顯的優(yōu)勢，在組織工程應(yīng)用方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

皮膚是人體最大的器官，在保護內(nèi)臟免受外力、紫外線、微生物等外界因素的傷害方面發(fā)揮著重要作用。損傷或手術(shù)導致的皮膚完整性喪失很容易引發(fā)微生物感染，控制傷口感染和促進傷口愈合是重要的臨床問題。根據(jù)濕潤傷口愈合理論，保持傷口濕潤、透氣和抗菌的微環(huán)境能促進表皮細胞增殖和遷移，有利于創(chuàng)面愈合和抑制瘢痕形成。水凝膠是由親水性聚合鏈交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)，有類似于組織細胞外基質(zhì)的特性，并可提供濕潤環(huán)境有利于細胞遷移和吸收滲出物，被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)用材料和組織工程等領(lǐng)域。

海藻酸是一種來源于褐藻的海洋天然生物多糖，因其良好的生物相容性、保水性、可降解性和低免疫原性而成為創(chuàng)面敷料的首選材料。然而，目前已有的海藻酸鹽水凝膠存在機械性能較差和抗菌性能不足等缺陷，從而限制了其應(yīng)用。殼寡糖是由殼聚糖降解得到的低分子聚合物，具有包括抗炎、免疫刺激活性等多種生物活性，但由于其分子量較低，很難形成水凝膠。近年來，無機納米復合抗菌水凝膠引起了廣泛的關(guān)注。然而，銀基或金基材料在人體內(nèi)積累造成的毒性仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。國內(nèi)曾經(jīng)報道過由氧化海藻酸與羧甲基殼聚糖形成的復合水凝膠，但是其抗菌性能較差，在應(yīng)用在傷口愈合領(lǐng)域時存在感染風險，且負載納米銀的凝膠，避免銀等重金屬在體內(nèi)蓄積引起的毒性仍是一項挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有水凝膠敷料存在的抗菌活性低、機械性能和生物相容性較差、促傷口愈合作用有待提高等不足，本發(fā)明公開了一種海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠，能夠同時發(fā)揮海藻酸的親水和保水性以及殼寡糖和納米氧化鋅的抗菌作用，并具有很好的機械性能，在促傷口愈合敷料和其它生物醫(yī)用材料方面具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠，所述海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠包括如下質(zhì)量百分比的組分：氧化海藻酸5%~20%，殼寡糖10%~25%，氧化鋅納米粒子0%~0.15%，余量為溶劑。

進一步的，所述海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠是以海藻酸、殼寡糖和氧化鋅納米粒子為原料，通過自發(fā)希夫堿反應(yīng)將海藻酸氧化后的醛基與殼寡糖的氨基交聯(lián)形成水凝膠，同時負載氧化鋅納米粒子而形成的復合水凝膠。

進一步的，所述海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠具有很好的機械性能、透氣性以及生物相容性。

進一步的，所述海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠中的鋅離子具有持續(xù)釋放能力，能夠被緩慢釋放。

本發(fā)明還提供了所述的海藻酸-殼寡糖-氧化鋅復合水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）將海藻酸按質(zhì)量體積百分比5%~20%分散到乙醇中，然后將2.7 g~21.6 g氧化劑溶于水溶液并緩慢滴入乙醇分散體系中，在黑暗中機械攪拌2 h~48 h，反應(yīng)結(jié)束后，加入乙二醇繼續(xù)攪拌0.5 h~3 h終止反應(yīng)，經(jīng)醇沉、透析后冷凍干燥，得到氧化海藻酸；

（2）將0.1 mol/L沉淀劑溶液(溶劑為甲醇)滴入0.1 mol/L鋅鹽溶液(溶劑為甲醇)，連續(xù)攪拌4 h~6 h，副產(chǎn)物通過離心和洗滌除去，沉淀在300℃以上煅燒，得到氧化鋅納米粒子；