一种海藻多糖基水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种海藻多糖基水凝胶及其制备方法与应用，属于水凝胶技术领域。本发明专利技术的目的是为了解决天然多糖制备的水凝胶机械性能较差、现有水凝胶敷料促伤口愈合效果不显著等技术问题。该制备方法包括以下步骤：将海藻多糖、壳聚糖和聚乙烯醇在温和条件下交联并经过反复冻融，获得海藻多糖基水凝胶。本发明专利技术制备海藻多糖基水凝胶的方法简单高效、条件温和、绿色无污染。所得的海藻多糖基水凝胶是一种双网络结构，具有较高的热稳定性，与传统水凝胶相比具有较好的溶胀性能和机械性能，表现出无细胞毒性和显著的促伤口愈合功效，可用于伤口敷料水凝胶的开发。伤口敷料水凝胶的开发。伤口敷料水凝胶的开发。

【技术实现步骤摘要】
一种海藻多糖基水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及水凝胶
，具体涉及一种海藻多糖基水凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展，人们对伤口敷料的要求越来越高。传统的伤口敷料如纱布和棉球等，具有成本低、吸收能力强等优点。但是，它们只能简单地隔离伤口，仍存在着附着性强、容易造成伤口脱水等缺点，会给患者带来不适和疼痛，并延迟伤口愈合。水凝胶是一种具有网络结构的聚合物材料，其内部有一个亲水基团。因此，它可以吸收大量的水，也能与水牢固结合。与传统敷料相比，水凝胶敷料具有亲水性，在保持伤口适度湿润的同时能够吸收伤口渗出液，易于移除，在更换敷料时不会对伤口造成二次伤害，因此有促进伤口愈合、减轻疼痛的效果，另外，选用生物活性物质制备水凝胶敷料还具有抑制细菌生长、改善伤口微环境等优点。
[0003]根据原料来源，水凝胶可以粗略分为天然水凝胶和化学合成水凝胶两大类。其中，天然水凝胶一般由可从自然界中直接获取的天然高分子材料如多糖、蛋白质或者其衍生物等进行合成加工得到，这些天然高分子聚合物具有良好的生物相容性和生理可降解性，应用在生物医学方面对人体及环境均没有危害。其缺点在于，天然材料制成的水凝胶通常具有机械性能较差等缺陷，使得其应用受到了限制。而人工化学合成水凝胶填补了这一空缺，化工材料的添加能够增强水凝胶的交联强度，使水凝胶的机械性能显著提高，同时能够增加水凝胶的应用特性。近年来，同时应用天然高分子材料和化学合成高分子材料共同进行水凝胶的制备已经逐渐成为研究热点，所得到的水凝胶同时具有二者的优点，在保持良好机械性能的同时，还具有良好的生物相容性和降解性。海藻多糖是一种天然生物大分子物质，同时存在于海藻细胞内与细胞间，具有价格较为低廉、原材料来源广泛、易于被工业提取、生物活性较好等诸多优点，且是海藻中最重要的生物活性成分之一。海藻多糖具有多种生理活性，包括抗病毒、抗氧化、抗炎、抗肿瘤、降血糖、降血脂、防辐射和排毒等等诸多良好活性，在生物医药方面具有广阔应用前景。
[0004]现有技术中，CN105251045A公开了一种含有岩藻多糖的生物医用水凝胶的制备方法，该水凝胶仅用岩藻多糖和含钙藻酸盐进行制备，具有良好的生物相容性和生物可降解性，但是该方法得到的水凝胶敷料是一种无定型水凝胶，机械性能较差，结构不稳定，极大地限制了水凝胶的工业生产和在生物医药方面的应用。CN113599579A公开了一种由聚丙烯酰胺和壳聚糖衍生物制备而成的双网络水凝胶，机械性能有了极大的提升。但是，该水凝胶敷料促进伤口附近的细胞增殖的效果尚不明确。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决天然多糖制备的水凝胶机械性能较差、现有水凝胶敷料促伤口愈合效果不显著等技术难题，提供一种具有显著促伤口愈合活性的海藻多糖基水凝
胶及其制备方法与应用。
[0006]本专利技术以海藻多糖、壳聚糖和聚乙烯醇为原料，用一种简单、温和的方法制备水凝胶敷料。该制备方法操作简单、经济环保，能够制备具有良好的生物相容性和优异的机械性能的水凝胶，显著提升其促进伤口附近的细胞增殖的效果。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现。
[0008]一种海藻多糖基水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0009]向海藻多糖溶液中加入壳聚糖溶液，然后在水浴条件下滴入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀后反复冻融，洗涤后得到海藻多糖基水凝胶。
[0010]优选的，所述海藻多糖为羊栖菜多糖、龙须菜多糖和海带多糖中的一种或多种。
[0011]优选的，所述海藻多糖中总糖含量为43
‑
59wt％，糖醛酸含量为11
‑
32wt％。
[0012]优选的，所述海藻多糖中，羊栖菜多糖的分子量为140kDa
‑
180kDa，龙须菜多糖的分子量为700kDa
‑
900kDa，海带多糖的分子量为340kDa
‑
510kDa。
[0013]优选的，所述壳聚糖溶液是在壳聚糖中先加入水，再加入HCl调节壳聚糖溶液的pH值为2.5
‑
3.0得到；其中，壳聚糖的浓度为0.5
‑
1.5wt％。
[0014]优选的，所述聚乙烯醇溶液是在聚乙烯醇中先加入水，再70
‑
90℃的条件下加热溶解得到；其中，聚乙烯醇的浓度为5
‑
10wt％。
[0015]优选的，所述海藻多糖溶液是海藻多糖用蒸馏水配置成，所述海藻多糖是海藻原料经过水提或酸提或酶提等制备方法得到。
[0016]优选的，所述壳聚糖与海藻多糖的质量比为1:1
‑
3:1；所述壳聚糖与聚乙烯醇的质量比为3:20
‑
1:10。
[0017]优选的，所述水浴的温度为30
‑
50℃；所述反复冻融是在
‑
20℃以下冷冻，在常温下解冻，反复冻融4次以上。
[0018]由以上任一项所述的制备方法制得的一种海藻多糖基水凝胶。
[0019]以上所述的一种海藻多糖基水凝胶在制备伤口敷料中的应用。
[0020]本专利技术的海藻多糖基水凝胶是海藻多糖中游离的羟基和羧基与壳聚糖的酰胺基团通过相互作用紧密结合，并与聚乙烯醇形成物理交联。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0022](1)本专利技术制备水凝胶的方法操作简单、条件温和，无需在高温高压条件下进行，节约了能源，且没有引入有机试剂或金属离子等可能产生细胞毒性的物质。此外，海藻多糖和壳聚糖具有良好的生物相容性，同时来源广泛，制备成本较低。
[0023](2)本专利技术的海藻多糖基水凝胶具有优异的机械性能，拉伸强度为52kPa
‑
66kPa，断裂增长率为210％
‑
253％。该水凝胶还具有优异的吸水性能，可以吸收超过水凝胶质量11
‑
17倍的水分，有利于维持伤口湿润，吸收伤口渗出液。
[0024](3)本专利技术的海藻多糖基水凝胶对皮肤细胞无毒性，使用水凝胶处理24小时后皮肤细胞存活率高达95％以上。该水凝胶还可以促进伤口周围皮肤细胞的增殖，经过24小时的处理后愈合率最高可达95％以上。
附图说明
[0025]图1为实施例1
‑
3中制得的海藻多糖基水凝胶及对比例1中制得的传统水凝胶的微
观表面形貌图。
[0026]图2a为实施例1制得的水凝胶A的差示量热曲线图。
[0027]图2b为实施例2制得的水凝胶B的差示量热曲线图。
[0028]图2c为实施例3制得的水凝胶C的差示量热曲线图。
[0029]图3为实施例1
‑
3中制得的海藻多糖基水凝胶及对比例1中制得的传统水凝胶的溶胀度图。
[0030]图4a为实施例1
‑
3中制得的海藻多糖基水凝胶及对比例1中制得的传统水凝胶的拉伸曲线图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海藻多糖基水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向海藻多糖溶液中加入壳聚糖溶液，然后在水浴条件下滴入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀后反复冻融，洗涤后得到海藻多糖基水凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海藻多糖为羊栖菜多糖、龙须菜多糖和海带多糖中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述海藻多糖中总糖含量为43
‑
59wt％，糖醛酸含量为11
‑
32wt％。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述海藻多糖中，羊栖菜多糖的分子量为140kDa
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180kDa，龙须菜多糖的分子量为700kDa
‑
900kDa，海带多糖的分子量为340kDa
‑
510kDa。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖与海藻多糖的质量比为1:1
‑
3:1；所述壳聚糖与聚乙烯醇的质量比为3:20
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：游丽君，黄韦璇，陈怡帆，常史媛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：