一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用技术

本发明专利技术提供一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用。成分包括：可在35

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用。

技术介绍

[0002]由于近红外光(NIR)具有良好的组织穿透能力和较低的能量损失，对人体组织无害，因此对近红外光可以有效地吸收并将其有效转化为热的具有光热效应的生物材料在光热治疗领域具有广阔的应用前景，例如在皮肤创伤修复方面。但是现有光热材料体系主要包含贵金属纳米颗粒如Au、Ag、Pt，石墨烯、碳纳米棒，这些光热转换效率较高，但价格昂贵，并且生物相容性有待研究，可用于体外诊断，但还不能用于体内。
[0003]聚合物水凝胶是具有亲水性含有大量的水的三维交联网状结构，但是不溶于水，能保持一定的形状，与细胞外基质相似，具有良好的生物相容性。温敏性聚合物水凝胶如甲壳素基温敏性水凝胶在低温时保持液体，可均匀地包载细胞/药物并填充不规则的创面部位，在体温下迅速形成凝胶，能够促进组织生长和修复。这种体内可降解的甲壳素基温敏性水凝胶可以装载活性因子和药物，用于局部注射微创治疗，在生物医用方面具有很好的开发前景。
[0004]单宁酸是自然界中存在广泛的一种复杂的多元酚酸，富含于多种树木的树皮与果实中，可用作食品抗氧化剂，是一种由美国食品和药物管理局(FDA)批准的可用于食品添加剂的多酚类配体，单宁酸具有较好的抗菌特性，能够有效抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生物膜的形成。虽然单宁酸本身毒性较小，但浓度过高也具有明显的毒性。将单宁酸和金属离子引入可注射甲壳素基温敏性水凝胶促使单宁酸缓慢释放实现相对长期抗菌作用，得到既具有温敏性又具有pH敏感性的可注射抗菌水凝胶[中国专利技术专利申请公开说明书CN201910768980.2]。若能进一步开发出无毒副作用的具有光热特性的和可降解可注射的新型温敏水凝胶将非常有意义。
[0005]本专利技术将单宁酸和金属离子引入可注射温敏性含多羟基的聚合物如甲壳素基温敏性水凝胶，得到具有光热效应和可注射可降解复合医用温敏水凝胶，期望在皮肤创伤修复方面得到应用。

技术实现思路

[0006]为了解决现有光热材料中存在的各种问题，本专利技术提供一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用。该材料具有明显的光热效应，经光照射后，短时间内温度即可从25℃升高到60多度，可经反复光照，实现“一次注射，多次光热治疗”的目的。同时还具有温度敏感性，在低温时液体具有良好的流动性，可原位注射可喷射，能够填充不规则的伤口形状。在体温下快速成胶保持了单宁酸不易被冲走，可缓慢释放单宁酸抗菌剂，降低其毒性，该材料具有长时间的抗菌性能且抗菌范围广，具有良好的生物相容性和
生物可降解性；
[0007]一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，包括以下步骤：
[0008](1)制备可在生理条件下原位自发物理交联的温敏性含多羟基的聚合物溶液A，在低温保存；
[0009](2)低温下向溶液A中加入单宁酸溶液，混合均匀得到混合溶液B；
[0010](3)低温下向混合溶液B中加入金属离子溶液，混合均匀后得到低温下具有良好流动性的可注射复合水凝胶前体溶液C；
[0011](4)将复合水凝胶前体溶液C注射或喷射到既定身体位置形成复合水凝胶；
[0012](5)对复合水凝胶进行光照射，能将光能转变成热能提高水凝胶的温度，从而提高该位置的温度。
[0013]上述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，还包括步骤(6)：
[0014](6)对复合水凝胶多次进行光照射，达到一次注射或喷射能反复进行升温降温的效果。
[0015]上述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，步骤(1)(2)(3)中的配制温度范围为2～15℃，将各组分快速混合均匀，形成具有良好流动性的可注射水凝胶前体溶液；步骤(5)所述光为近红外光。
[0016]上述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，近红外光的波长为808nm。
[0017]一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶，所述水凝胶成分包括：
[0018](1)可在35-45℃原位自发物理交联的温敏性含多羟基的聚合物溶液A基质，低温下是液体；
[0019](2)单宁酸水溶液；
[0020](3)金属离子溶液；
[0021]所述温敏性含多羟基的聚合物可以是温敏性淀粉改性聚合物或者温敏性改性甲壳素衍生物等；优选为为温敏性改性甲壳素；这里的低温是指体温37度以下。
[0022]所述金属离子的种类为铁离子(Fe
3+
)，钌离子(Ru
3+
)、钒离子(V
3+
)中的任一种或者几种的混合物，均显示优异的光热效应；而铜离子(Cu
2+
)、锌离子(Zn
2+
)、二价猛离子(Mn
2+
)、二价镍离子(Ni
2+
)、三价钆离子(Gd
3+
)的加入几乎没有光热性能。
[0023]该水凝胶具有可逆温敏性，这种可注射水凝胶经光照射后，5～60min内水凝胶温度可升高到60多度(从室温如25度升高到65℃)。
[0024]上述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶，水凝胶能经多次升温降温，可一次注射，多次光照。
[0025]上述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶，所述温敏性改性甲壳素为温敏性羟丁基壳聚糖、温敏性羟戊基壳聚糖、温敏性羧甲基甲壳素、温敏性羟乙基甲壳素、温敏性羟丙基甲壳素、温敏性羟丁基甲壳素中的任一种或者几种的混合物。
[0026]上述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶，所述混合溶液C中温敏性含多羟基的聚合物的质量浓度范围为0.5～20wt％，混合溶液C中单宁酸的质量浓度范围为0.01～0.2wt％；混合溶液C中金属离子的质量浓度范围为0.01～0.3wt％。
[0027]上述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶，该水凝胶材料作为抗菌敷料用于创面愈合，多次反复的近红外光热效应有利于加速创面愈合。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0029](1)该可注射水凝胶经光照射后，短时间内温度即可从25℃升高到60多度，而且可经反复光照，实现“一次注射，多次光热治疗”的目的。
[0030](2)现有光热材料体系如贵金属纳米颗粒Au、Ag、Pt，石墨烯、碳纳米棒价格昂贵，不可降解和生物相容性有待研究，本专利技术使用铁离子体内本身就含有，价廉无毒，生物相容性好。
[0031](3)本专利技术通过直接将温敏性甲壳素基衍生物溶液，单宁酸和金属离子直接混合，制备过程简单。通过物理交联形成水凝胶，无需引入小分子交联剂，且甲壳素及其衍生物具有良好生物可降解性和良好的生物相容性，复合水凝胶材料为伤口提供湿润的愈合环境，对创面愈合有很好的治疗效果，促进皮肤再生并减少疤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备可在生理条件下原位自发物理交联的温敏性含多羟基的聚合物溶液A，在低温保存；(2)低温下向溶液A中加入单宁酸溶液，混合均匀得到混合溶液B；(3)低温下向混合溶液B中加入金属离子溶液，混合均匀后得到低温下具有良好流动性的可注射复合水凝胶前体溶液C；(4)将复合水凝胶前体溶液C注射或喷射到既定身体位置形成复合水凝胶；(5)对复合水凝胶进行光照射，能将光能转变成热能提高水凝胶的温度，从而提高该位置的温度；其中低温是指37℃以下。2.根据权利要求1所述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，其特征在于，还包括步骤(6)：(6)对复合水凝胶多次进行光照射，达到一次注射或喷射能反复进行升温降温的效果。3.根据权利要求1所述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，其特征在于，步骤(1)(2)(3)中的配制温度范围为2～15℃，将各组分快速混合均匀，形成具有良好流动性的可注射水凝胶前体溶液；步骤(5)所述光为近红外光。4.根据权利要求3所述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，其特征在于，近红外光的波长为808nm。5.根据权利要求1所述的一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶，其特征在于，所述混合溶液C中温敏性含多羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋序林，马梦思，
申请(专利权)人：苏州康瑞健生物医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：