[發明專利]一種新型黏附抗菌溫度耐受功能水凝膠制備方法及應用

在審

• 申請號: 202110548138.5
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113274543A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 林權;劉厚;趙月;馮鈺斌;楊柏
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A61L26/00
• 分類號: A61L26/00;C08F289/00;C08F283/04;C08F251/00;C08F283/00;C08F220/56;C08F222/38
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發明提供了一種新型黏附抗菌溫度耐受功能水凝膠制備方法及應用。采用抗菌高分子與明膠以及丙烯酰胺進行反應制備多功能水凝膠，具有優良的黏附性和力學性能，7天以上持久的抗菌性，在比較寬的溫度范圍(?20℃–60℃)內保持各種優良性能，特別是具有寬溫度范圍下的抗菌性能，能夠長期保濕。用于不同環境下急/慢性創面的敷料以及組織再生輔助材料。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種新型黏附、抗菌、溫度耐受功能水凝膠的制備及其在糖尿病足傷口敷料方面的應用。

背景技術

糖尿病足是糖尿病患者中最常見的并發癥之一，它會增加患者發病，感染，非創傷性截肢，甚至早期死亡的風險。由于高糖的傷口環境，致使糖尿病足成為一種極易被細菌感染的慢性傷口疾病，嚴重影響了患者的身心健康，也帶來了沉重的社會經濟負擔。在臨床治療中，傷口敷料逐漸成為促進糖尿病足傷口修復的主要策略手段。傳統的糖尿病足傷口敷料以靜電紡絲纖維、脫脂棉、天然或者合成的紗布(繃帶)等干敷料為主，其存在著黏連傷口，愈合慢，易感染以及易結痂等問題。近年來，以水凝膠為主的濕敷料在促進糖尿病足傷口愈合方面展現出極大的潛力，并引起了人們廣泛的研究興趣。水凝膠是一類具有三維立體的高分子網狀結構的材料，其多孔結構能夠吸收創面滲出液，高的水含量也能保持傷口的濕潤性，更好的促進傷口愈合。為了滿足更高的需求，水凝膠敷料被賦予了抗菌，黏附，載藥等多種功能，能夠通過密閉傷口，抑菌等作用來加快糖尿病足傷口的愈合速度。

考慮到處于熱帶、極地地區等擁有極端溫度的地區國家，以及長時間處于野外、邊疆等極端環境中的患者，一種溫度耐受且能長久保濕的多功能水凝膠敷料是迫切需要的。甘油是一種生物相容性良好的黏稠狀液體，在水凝膠體系中加入適量的甘油可以降低水凝膠的凝固點，從而達到抗凍的效果，并且甘油分子可以與水分子以及水凝膠的其余成分之間形成大量氫鍵，從而極大地減緩水分子在高溫條件下的揮發，使水凝膠敷料能夠長久保濕。這就使得水凝膠敷料能夠在很寬的溫度范圍(-20℃–60℃)內仍然保持其原有的黏附，抗菌等性質，從而有效的促進糖尿病足傷口的愈合。這也拓展了水凝膠敷料的使用范圍，為制備更加多功能的，更具適應性的水凝膠敷料提供了思路。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型黏附、抗菌、溫度耐受水凝膠的制備及其在糖尿病足傷口敷料方面的應用。

該方法首先將一定比例的抗菌高分子、明膠、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺溶解到甘油/水的二元混合溶劑中，混合均勻后采用熱聚合的方法形成半貫穿的凝膠網絡結構，之后放到4℃冰箱中進一步反應，獲得明膠形成的三螺旋結構和聚丙烯酰胺交聯結構的雙網絡結構水凝膠。水凝膠表面豐富的官能團賦予了其良好的黏附性；抗菌高分子的加入，不僅使水凝膠擁有了持久的抗菌性，而且其與聚丙烯酰胺形成超分子弱相互作用構筑互穿網絡；另外，本發明的水凝膠組成成分構建了H鍵、范德華力等相互作用，鎖住水分子，獲得在寬溫度范圍-20℃–60℃能保持生物相容性好，無毒和優異的特征機械性能、抗菌性能等各種性能。通過細胞毒性試驗，動物試驗等進一步證明了該抗菌性水凝膠可以作為傷口敷料用于糖尿病足的傷口修復。結合以上特點，這種新型黏附、抗菌、溫度耐受性多功能水凝膠有很大的潛力作為一種新型傷口敷料在糖尿病足等慢性傷口，以及組織工程等生物醫學領域大展身手。

本發明所述的新型黏附、抗菌、溫度耐受水凝膠的制備方法，其具體步驟如下：

(1)制備水/甘油的體積比為4:1～3:2的混合溶液，取此混合溶液20mL置于圓底燒瓶中，再加入1.0–5.0g明膠，于60℃中連續攪拌30min，待成為均勻溶液后，緩慢加入1.0–4.0g抗菌高分子，繼續攪拌20min。冷卻至室溫后，依次加入4.0–8.0g丙烯酰胺(AM)、4.0–6.0mg N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)和80.0–120.0mg過硫酸銨(APS)，攪拌均勻。然后將得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在60℃下反應5h形成半貫穿網絡水凝膠。

(2)將上述水凝膠冷卻后放置于4℃冰箱中反應30–60分鐘后取出，形成最終的多功能雙網絡水凝膠。