[發明專利]一種pH自調節雙響應水凝膠及其合成方法和用途

有效

• 申請號: 202111498977.7
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114015078B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 趙玲玲;張佳穎;崔明占;陳鳳嬌;戴范佳;張聃;梁洪澤
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L5/08;C08L5/02;C08L71/02;C08K7/26;A61L26/00
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 袁善民

本發明公開了一種pH自調節雙響應水凝膠及其合成方法和用途，屬于糖尿病創傷敷料制備技術領域。pH自調節雙響應水凝膠，包括以下原料：含有氨基和羥基官能團的高分子材料、含有醛基和羥基官能團的高分子材料、表面有羥基官能團的納米材料、葡萄糖氧化酶和藥物。本發明制備得到的pH自調節雙響應水凝膠，具有pH自調節能力，能將環境pH從生理pH(7.4)降低并維持在具有抗菌活性的弱酸性范圍，降低血糖水平和ROS(活性氧)濃度，促進慢性創傷的愈合；同時包封藥物和細胞，并持續可控釋放藥物，且細胞生長狀態良好，是一種理想的目標水凝膠。

技術領域

本發明涉及生物醫藥材料領域，特別是涉及一種pH自調節雙響應水凝膠及其合成方法和用途。

背景技術

1型和2型糖尿病潰瘍是臨床上最棘手的并發癥之一，已成為世界范圍內亟待解決的醫療、社會和經濟問題。正常情況下，傷口的愈合一般可分為幾個部分重疊的階段，包括止血、炎癥、增生和組織重構。急性創傷通常會有規律地經歷這幾個階段，最終在幾周內愈合。糖尿病潰瘍的愈合過程則更為復雜。由于患者體內血糖偏高，會引起神經性病變和外圍血管疾病，使愈合過程在某一階段受阻，形成慢性傷口。由于組織創傷持續存在，大量的炎性細胞涌入到傷口，使創面處的活性氧(ROS)和蛋白酶濃度升高，破壞細胞外基質(ECM)并降解生長因子，而ECM的蛋白水解又使傷口處募集到更多的炎癥細胞，形成惡性循環，使創傷的愈合變得十分困難。糖尿病潰瘍一旦形成，創傷加劇的風險增大，并最終導致截肢，且因其易反復發作具有較低的生存率。數據顯示，有超過25％的糖尿病患者最終將接受截肢，有超過70％的糖尿病截肢者在5年內死亡。

臨床上普遍使用創傷敷料或皮膚移植物來干預糖尿病潰瘍等慢性創傷的愈合，這也是目前最成功的策略。創傷敷料能在創面處提供臨時的人工基質，還可負載藥物、生長因子或細胞等，作用于傷口愈合的不同階段，促進傷口的愈合。多年來，研究人員一直致力于開發各類創傷敷料，其中水凝膠由于其類似于天然細胞外基質(ECM)的性質，被認為是一種有前途和競爭力的創傷敷料。目前，文獻中普遍采取的策略是將各類活性物質(包括生長因子、藥物、細胞和生物活性材料等)與水凝膠結合，形成功能性敷料。其研究點一般都側重于活性物質對細胞遷移及增殖、血管和組織再生及其對傷口愈合的影響，而關于敷料對傷口微環境的調控及其對傷口愈合的影響鮮有報道。

研究表明，傷口微環境如濕度、pH值、ROS水平、生物分子濃度以及氧張力等參數會直接影響傷口愈合過程中的細胞增殖及組織修復，對傷口的愈合至關重要。pH值對炎癥反應、膠原形成和血管生成等許多生理過程有著顯著影響。急性傷口的pH值一般在4～6左右，具有中性粒細胞活性，以防止細菌定植，而慢性傷口的pH值呈堿性，在7～9之間，易受細菌感染，阻礙傷口閉合。因此，維持良好的傷口生理微環境，如pH值、血糖水平和ROS濃度等，對糖尿病創傷的愈合具有十分重要的促進作用。

發明內容

本發明的目的是提供一種pH自調節雙響應水凝膠及其合成方法和用途，通過以含有氨基和羥基官能團的高分子材料、含有醛基和羥基官能團的高分子材料、表面有羥基官能團的納米材料、葡萄糖氧化酶和藥物為原料，制備得到一種性能優良的水凝膠。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明的技術方案之一：一種pH自調節雙響應水凝膠，包括以下原料：含有氨基和羥基官能團的高分子材料、含有醛基和羥基官能團的高分子材料、表面有羥基官能團的納米材料、葡萄糖氧化酶(GOX)和藥物。

更進一步地，所述原料還包括L929細胞。

更進一步地，所述含有氨基和羥基官能團的高分子材料為天然或合成高分子材料；所述含有醛基和羥基官能團的高分子材料為天然或合成高分子材料；所述表面有羥基官能團的納米材料為無機或有機納米材料；所述無機或有機納米材料為納米纖維或納米管。

進一步地，所述含有氨基和羥基官能團的高分子材料包括聚氨基酸、殼聚糖(CS)及其衍生物中的任意一種。