一种水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种水凝胶及其制备方法，涉及医药材料技术领域。主要采用的技术方案为：一种水凝胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1)，制备装载有DNA的碳酸钙纳米颗粒CaCO

【技术实现步骤摘要】
一种水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及一种医用材料
，特别是涉及一种水凝胶及其制备方法。
技术介绍
急性和慢性伤口会对患者造成严重的身体伤害，并带来巨大的社会经济负担。伤口敷料是一种生物材料，用于治疗皮肤损害。伤口敷料能为皮肤的创伤面愈合提供有利的微环境，具有止血、防止伤口感染、促进伤口愈合等作用。水凝胶被认为是有效的伤口敷料。其中，海藻酸钠是一种天然多糖，其分子由β-D-甘露糖醛酸(M单元)和α-L-古洛糖醛酸(G单元)按(1→4)键连接而成，具有药物制剂辅料所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性。海藻酸钠可以在温和的条件下，通过与二价阳离子(例如Ca2+、Cu2+、Mn2+、Zn2+、Pb2+)交联快速形成水凝胶。海藻酸钠水凝胶吸水性能优异，能够吸收伤口渗出液，同时为伤口愈合提供湿润环境。但是，传统的通过直接添加Ca2+的方法所制备的海藻酸钠水凝胶的成胶速度难以控制，且得到的水凝胶存在交联不均匀的技术问题。另外，低分子的DNA复合物(多聚脱氧核苷酸)可改善人体皮肤内部的环境，有效消除炎症根源，促进肌肤细胞的新生，且价格相对较低。其中，含有鲑鱼精低分子DNA的产品可用于术后疤痕、激光治疗、水光注射后的皮肤修复问题以及日常皮肤急救护理。但是，这类产品通常是将低分子DNA直接掺杂在乳液当中；这样游离的DNA分子容易水解或被体内的DNA酶所降解；同时，由于细胞膜和DNA分子都呈现负电性，导致DNA分子难以被细胞所摄取。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种水凝胶及其制备方法，主要目的在于制备一种能缓释DNA的水凝胶，且该水凝胶的结构均匀性较好。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：一方面，本专利技术的实施例提供一种水凝胶的制备方法，其中，包括如下步骤：步骤1)：制备装载有DNA的碳酸钙纳米颗粒CaCO3@DNA；步骤2)：将海藻酸钠、壳聚糖、所述CaCO3@DNA配制成第一反应溶液；向所述第一反应溶液中加入葡糖酸内酯并搅拌，得到混合液；将所述混合液静置后，得到水凝胶。优选的，所述步骤1)包括：步骤11)向DNA的水溶液中滴加钙盐溶液并搅拌第一设定时间，再向其中滴加碳酸盐溶液并搅拌第二设定时间，得到包括反应产物的混合物；步骤12)对所述包括反应产物的混合物进行离心分离处理，收集沉淀；将所述沉淀冷冻干燥后，得到CaCO3@DNA。优选的，所述DNA选用低分子量DNA；优选的，所述DNA选用25-700bp的低分子量DNA；优选的，所述DNA选用鲑鱼精低分子量DNA。优选的，在所述步骤11)中：所述DNA的水溶液中的DNA的浓度为1-5mg/mL；和/或所述钙盐溶液为CaCl2溶液，优选的，所述CaCl2溶液的浓度为0.1-0.5mol/L；和/或所述碳酸盐溶液为Na2CO3溶液，优选的，所述Na2CO3溶液的浓度为0.1-0.5mol/L；和/或所述CaCl2与Na2CO3的摩尔比为1：(1-5)，优选1:(1-2)；和/或所述第一设定时间为0.5-2h；和/或所述第二设定时间为6-24h。优选的，所述CaCO3@DNA颗粒的粒径为100-400nm。优选的，所述CaCO3@DNA颗粒中DNA的装载量为17-33％(即，CaCO3@DNA中DNA的负载量为17-33％)。优选的，在所述步骤2)中，所述第一反应溶液的配制步骤包括：将壳聚糖溶液和海藻酸钠溶液混合均匀后，再向其中加入CaCO3@DNA，搅拌第三设定时间，得到所述第一反应溶液。优选的，所述壳聚糖溶液的浓度为20-100mg/mL；和/或所述海藻酸钠溶液的浓度为20-100mg/mL；和/或所述壳聚糖溶液和所述海藻酸钠溶液的体积比为(1:1.1)-(1.1:1)，优选为1:1。优选的，所述第三设定时间为10-30min。优选的，在所述步骤2)中：所述海藻酸钠与壳聚糖的质量比为1：(1-5)；和/或所述CaCO3@DNA与海藻酸钠的质量比为1：(2-10)；和/或所述CaCO3@DNA与葡糖酸内酯的质量比为1：(1-7)，优选为1：(1-6)，进一步优选为1：(1-4)。另一方面，本专利技术实施还提供一种水凝胶，其中，所述水凝胶呈三维多孔结构，且所述水凝胶能缓释出装载DNA的碳酸钙纳米颗粒CaCO3@DNA。优选的，所述水凝胶包括由钙离子和海藻酸钠形成的第一交联网络、由海藻酸离子与壳聚糖之间的静电相互作用形成第二交联网络。优选的，所述DNA为低分子量DNA；优选的，DNA选用分子量为25-700bp的鲑鱼精低分子量DNA。优选的，所述水凝胶是由上述任一项所述的水凝胶的制备方法制备而成。与现有技术相比，本专利技术的水凝胶及其制备方法和应用至少具有下列有益效果：一方面，本专利技术实施例提供一种水凝胶的制备方法，先制备出装载低分子量DNA的碳酸钙纳米颗粒CaCO3@DNA，然后以CaCO3@DNA、壳聚糖、海藻酸钠、葡糖酸内酯为原料制成水凝胶。具体地，碳酸钙纳米颗粒(CaCO3@DNA)可与葡糖酸内酯组成复合离子交联体系，葡糖酸内酯水解缓慢释放H+，使CaCO3@DNA中的部分Ca2+缓慢释放出来与海藻酸钠分子交联形成结构均一的水凝胶，从而避免海藻酸钙的快速生成而造成的凝胶结构不均匀。所加入的生物相容性良好的壳聚糖分子呈现正电性，可以与海藻酸钠分子发生静电相互作用，增强分子链间的作用力，从而增加水凝胶的强度。由此可见，本专利技术实施例提供的水凝胶的制备方法的工艺简单，所有反应均在常温下进行，易于控制，原材料易得，成本低；并且，所制备的水凝胶不仅能缓释DNA，并且水凝胶的结构均匀，强度好。进一步地，本专利技术实施例提供的一种水凝胶的制备方法，采用共沉淀法制备装载低分子量DNA的碳酸钙纳米颗粒，其装载量可达33.38％。低分子量DNA优选具有改善细胞活性、促进细胞生长的功效的鲑鱼精低分子量DNA。进一步地，本专利技术实施例提供的水凝胶的制备方法，在将CaCO3@DNA、壳聚糖、海藻酸钠、葡糖酸内酯制成水凝胶时，通过先将CaCO3@DNA、壳聚糖、海藻酸钠先配制成第一反应溶液，再向其中加入葡糖酸内酯，该加料顺序可以控制成胶速度，使水凝胶的结构均匀(交联结构均匀)。进一步地，CaCO3@DNA在壳聚糖溶解好了再加，因为CaCO3@DNA本身可能会缓慢释放钙离子，从而在局部影响壳聚糖的分散；因此，将CaCO3@DNA加入到壳聚糖和海藻酸钠的混合溶液中，进一步可以提高水凝胶的均匀性。另一方面，本专利技术实施例还提供一种水凝胶，该水凝胶是由上述的水凝胶的制备方法制备而成；因此，该水凝胶的结构均匀，强度好。当把该水凝胶敷于伤口疮面时，可吸附渗液，阻隔细菌，维持湿性环境；同时体液中盐分与Ca2+发生离子交换从而使海藻酸网络缓慢降解，从而释放出装载低分子量DNA的碳酸钙纳米颗粒。相对于游离的DNA分子而言，碳酸钙纳米颗粒可以将DNA更加高效地传递到细胞当中，促进细胞的增殖。该水凝胶可用于伤口封闭、伤口修复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水凝胶的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：/n步骤1)：制备装载有DNA的碳酸钙纳米颗粒CaCO

【技术特征摘要】
1.一种水凝胶的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤1)：制备装载有DNA的碳酸钙纳米颗粒CaCO3@DNA；
步骤2)：将海藻酸钠、壳聚糖、所述CaCO3@DNA配制成第一反应溶液；向所述第一反应溶液中加入葡糖酸内酯并搅拌，得到混合液；将所述混合液静置后，得到水凝胶。


2.根据权利要求1所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
步骤11)向DNA的水溶液中滴加钙盐溶液并搅拌第一设定时间，再向其中滴加碳酸盐溶液并搅拌第二设定时间，得到包括反应产物的混合物；
步骤12)对所述包括反应产物的混合物进行离心分离处理，收集沉淀；将所述沉淀冷冻干燥后，得到CaCO3@DNA。


3.根据权利要求1或2所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述DNA选用低分子量DNA；
优选的，所述DNA选用25-700bp的低分子量DNA；
优选的，所述DNA选用鲑鱼精低分子量DNA。


4.根据权利要求2所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，在所述步骤11)中：
所述DNA的水溶液中的DNA浓度为1-5mg/mL；和/或
所述钙盐溶液为CaCl2溶液，优选的，所述CaCl2溶液的浓度为0.1-0.5mol/L；和/或
所述碳酸盐溶液为Na2CO3溶液，优选的，所述Na2CO3溶液的浓度为0.1-0.5mol/L；和/或
所述CaCl2与Na2CO3的摩尔比为1：(1-5)，优选1:(1-2)；和/或
所述DNA与CaCl2的质量比为1：(3-6)；和/或
所述第一设定时间为0.5-2h；和/或
所述第二设定时间为6-24h。


5.根据权利要求1-4任一项所述的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡浩，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37