创面修复用弹性蛋白水凝胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种创面修复用弹性蛋白水凝胶材料及其制备方法，是将可溶性弹性蛋白溶解于去离子水或缓冲溶液中，配制成弹性蛋白水溶液；然后加入丙烯酸酯

【技术实现步骤摘要】
创面修复用弹性蛋白水凝胶材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物敷料领域，具体涉及一种创面修复用弹性蛋白水凝胶材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]每年各种意外事故造成大量皮肤全层缺损亟需进行创面修复的患者。目前，临床治疗创面缺损的方法主要有自体或异体皮肤移植。但自体移植供体有限且造成供区的损伤，异体移植容易带来免疫排斥及安全性的问题。近年来生物材料和再生医学的发展，为创面修复提供了新的希望。生物材料可用作创面敷料或真皮修复填充物，促进创面愈合。其中，水凝胶材料可吸收渗出液为伤口创造一个湿润的环境，并可在创面与外界间形成物理屏障隔绝细菌入侵，因此在创面修复中展现出巨大应用潜力。
[0003]弹性蛋白(Elastin)是由细胞分泌的可溶性弹性蛋白原在体内酶的作用下交联而成的不溶于水的三维网络结构。弹性蛋白存在于皮肤、肺、血管等组织和器官中，起到维持组织和器官弹性的功能。弹性蛋白具有促进皮肤细胞迁移增殖及促血管化作用，因此弹性蛋白基生物材料是理想的创面修复材料。目前弹性蛋白基生物材料主要有两大类：第一类是从动物体内提取的天然弹性蛋白，产量大，成本较低，适合大规模生产应用，但其不溶于水，难以加工，一般将其水解成可溶性弹性蛋白后进行应用；第二类是通过基因工程方法让细菌合成出人弹性蛋白原或类弹性蛋白多肽，但该方法产量低，成本较高。因此，如果将水解后可溶性天然弹性蛋白进行改性，制备成可原位成型的水凝胶材料，那么将可以满足不同深度和形状的创面修复的需要，大大拓展其在创面修复的应用。
[0004]有文献报道了天然弹性蛋白改性后与聚乙二醇二丙烯酸酯及明胶复合制备水凝胶的研究(Polymers,2020,12,670)，其具体步骤是：(1)将可溶性弹性蛋白、明胶分别与环状的2
‑
亚氨基硫烷盐酸盐(Traut
’
s试剂)反应，在弹性蛋白、明胶上分别接枝上巯基，该反应需1小时左右，而且接枝上的巯基容易发生分子内交联，从而影响后面反应效率；(2)将接枝有巯基的弹性蛋白、接枝有巯基的明胶分别与聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量：8kDa；分子链两端各带有一个双键)反应过夜，分别得到弹性蛋白
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聚乙二醇(带双键可进一步发生交联反应)水凝胶前驱体、明胶
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聚乙二醇前驱体，前驱体中弹性蛋白或明胶重量比大概60％左右；(3)将明胶
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聚乙二醇前驱体及弹性蛋白
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聚乙二醇前驱体混合，在紫外光作用下进行交联制备弹性蛋白/明胶/聚乙二醇水凝胶。可见，该文献中制备的水凝胶的前期反应步骤多(两步)，耗时长(第一步反应1小时，第二步反应需要过夜)，且效率低(巯基容易发生分子内交联，影响后面接枝反应；且巯基可同时与聚乙二醇二丙烯酸酯两端的双键发生反应，造成接枝到弹性蛋白上的聚乙二醇二丙烯酸酯失去光交联能力)；而且反应中所用的聚乙二醇二丙烯酸酯分子量大，导致终产物中蛋白含量只有60％左右，聚乙二醇含量高可能会削弱水凝胶的细胞粘附性；另外，该反应中接枝率只有60％左右(测量改性前后伯胺基含量变化)。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种工艺简单、反应快速、接枝率高、弹性蛋白含量高的创面修复用弹性蛋白水凝胶材料及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0007]一种创面修复用弹性蛋白水凝胶材料的制备方法，包括下述步骤：
[0008](1)将0.5～2质量份可溶性弹性蛋白溶解于100份去离子水或缓冲溶液中，配制成弹性蛋白水溶液；
[0009](2)在所述弹性蛋白水溶液中，加入0.1～1质量份丙烯酸酯
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聚乙二醇
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N
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羟基琥珀酰亚胺(AC
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PEG
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NHS)或甲基丙烯酸酯
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聚乙二醇
‑
N
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羟基琥珀酰亚胺(MeAC
‑
PEG
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NHS)，常温充氮气避光条件下进行反应，得到改性弹性蛋白；
[0010](3)将所述改性弹性蛋白在去离子水中透析，将透析后的改性弹性蛋白水溶液置于<
‑
15℃环境中使其结冰，然后在冻干机中冻干，得到干态的改性弹性蛋白；
[0011](4)将所述干态的改性弹性蛋白0.5～20质量份溶解于100份去离子水或磷酸盐生理(PBS)缓冲溶液中，加入光引发剂，然后在一定波长的光源下辐照，制备得到弹性蛋白水凝胶材料。
[0012]优选的，步骤(1)中，所述可溶性弹性蛋白来源于鱼类或哺乳类动物组织中的不溶性弹性蛋白的水解物。
[0013]优选的，步骤(1)中，所述缓冲溶液为0.01M的磷酸盐生理缓冲溶液或0.01～0.06M的NaH2PO4缓冲溶液；所述缓冲溶液的pH值为8.0～8.3。
[0014]优选的，步骤(2)中，AC
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PEG
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NHS或MeAC
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PEG
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NHS中PEG的聚合度为4～20。
[0015]优选的，步骤(2)中，AC
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PEG
‑
NHS或MeAC
‑
PEG
‑
NHS与弹性蛋白水溶液的反应时间为0.5～3小时。
[0016]优选的，步骤(3)中，所述改性弹性蛋白的透析时间为24～48小时，透析袋的截留分子量为1～50kDa。
[0017]优选的，步骤(4)中，磷酸盐生理缓冲溶液的浓度为0.01M，pH值为7.0
‑
7.5。
[0018]优选的，步骤(4)中，辐照光的波长为365nm或405nm；当采用365nm紫外光辐照时，相应的光引发剂为紫外光引发剂，如2
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羟基
‑4’‑
(2
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羟乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮(Irgacure 2959)；采用405nm蓝光辐照时，相应的光引发剂为蓝光引发剂，如苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基次膦酸锂(LAP)。加入的引发剂的终浓度为0.01％
‑
0.5％。
[0019]优选的，步骤(4)中，光交联辐照时间为0.5～10分钟。
[0020]所述步骤(4)中，还可以加入带有光交联官能团的其它水溶性高分子0.1～10质量份，与所述干态的改性弹性蛋白0.5～10质量份一起溶解于100份去离子水或磷酸盐生理缓冲溶液中，再加入0.01～0.5份光引发剂，然后在一定波长的光源下辐照一定时间，形成弹性蛋白复合水凝胶材料。
[0021]所述带有光交联官能团的其它水溶性高分子包括但不限于下列高分子的原始或改性产物：蛋白类高分子(明胶，胶原，丝素蛋白，多肽，角蛋白)，多糖类高分子(海藻酸，透明质酸，壳聚糖，结冷胶，卡拉胶)，其它合成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种创面修复用弹性蛋白水凝胶材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将0.5～2质量份可溶性弹性蛋白溶解于100份去离子水或缓冲溶液中，配制成弹性蛋白水溶液；(2)在所述弹性蛋白水溶液中，加入0.1～1质量份丙烯酸酯
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聚乙二醇
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N
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羟基琥珀酰亚胺或甲基丙烯酸酯
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聚乙二醇
‑
N
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羟基琥珀酰亚胺，常温充氮气避光条件下进行反应，得到改性弹性蛋白；(3)将所述改性弹性蛋白在去离子水中透析，将透析后的改性弹性蛋白水溶液置于<
‑
15℃环境中使其结冰，然后在冻干机中冻干，得到干态的改性弹性蛋白；(4)将所述干态的改性弹性蛋白0.5～20质量份溶解于100份去离子水或磷酸盐生理缓冲溶液中，加入光引发剂，然后在一定波长的光源下辐照，制备得到弹性蛋白水凝胶材料。2.根据权利要求1所述的创面修复用弹性蛋白水凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述可溶性弹性蛋白来源于鱼类或哺乳类动物组织中的不溶性弹性蛋白的水解物；所述缓冲溶液为0.01M的磷酸盐生理缓冲溶液或0.01～0.06M的NaH2PO4缓冲溶液；所述缓冲溶液的pH值为8.0～8.3。3.根据权利要求1所述的创面修复用弹性蛋白水凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，丙烯酸酯
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聚乙二醇
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N
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羟基琥珀酰亚胺或甲基丙烯酸酯
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聚乙二醇
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N
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羟基琥珀酰亚胺中PEG的聚合度为4～20。4.根据权利要求1所述的创面修复用弹性蛋白水凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，丙烯酸酯
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聚乙二醇
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【专利技术属性】
技术研发人员：严乐平，徐云升，罗亮，陈佳礽，田多梅，万欢欢，
申请(专利权)人：中山大学附属第七医院深圳，
类型：发明
国别省市：