一种自收缩水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种自收缩水凝胶及其制备方法和应用，其中，改性壳聚糖衍生物具有式I的结构。本发明专利技术中对壳聚糖进行改性后，有效提升了壳聚糖的溶解度，使其在PBS或超纯水中即能分散均匀，拓宽了应用前景，改性壳聚糖衍生物在生化功能上更适宜于加速创面修复。本发明专利技术中含改性壳聚糖衍生物的自收缩水凝胶对温度保持敏感，随温度升高可以产生形变收缩，应用到创面可对创面边缘组织产生向心作用力，有利于创面愈合。面愈合。面愈合。

【技术实现步骤摘要】
一种自收缩水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，尤其涉及一种自收缩水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]各种伤口，包括急性术后伤口、外伤、烧伤和由糖尿病或循环障碍引起的慢性伤口，一直是临床关注的焦点，对患者生活质量及社会资源分配等都产生了重大影响。伤口愈合是一个涉及止血、炎症、增殖和组织重塑等阶段的复杂生理过程。很多敷料的功能也是紧紧围绕这几个阶段进行设计开发，如增强吸收组织渗出液、有效抗细菌感染、消除炎症因子等。大量研究表明，机械应力刺激对机体组织的生长和发育必不可少。现有创面敷料的开发多侧重于生化层面的考量，但很少有关注通过敷料向创面组织提供积极应力刺激从而加速愈合的。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一个方面提出一种改性壳聚糖衍生物，具备温敏特性和光交联特性。
[0004]本专利技术的第二个方面提出了一种所述改性壳聚糖衍生物的制备方法。
[0005]本专利技术的第三个方面提出了一种包含所述改性壳聚糖衍生物的自收缩水凝胶。
[0006]本专利技术的第四个方面提出了一种所述自收缩水凝胶的制备方法。
[0007]本专利技术的第五个方面提出了一种所述改性壳聚糖衍生物和/或所述自收缩水凝胶的应用。
[0008]根据本专利技术的第一个方面，提出了式I改性壳聚糖衍生物：
[0009][0010]其中，DD为脱乙酰度，所述脱乙酰度为30％～99％；优选为50％～95％。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，式I中，的取代度为1.0～2.0，优选为1.1～1.9；优选地，的取代度为0.1～0.5，优选为0.1～0.3；进一步优选地，的取代度为0.1～0.5，优选为0.1～0.3。
[0012]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述改性壳聚糖衍生物的分子量为100000～300000。
[0013]根据本专利技术的第二个方面，提出了一种式I的改性壳聚糖衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0014]S1：脱乙酰壳聚糖碱化后与1,2
‑
环氧丁烷反应，制得羟丁基壳聚糖；
[0015]S2：羟丁基壳聚糖溶解后再加入不饱和酸酐反应，制得双键羟丁基壳聚糖；
[0016]S3：双键羟丁基壳聚糖溶解后与精氨酸反应，制得所述的式I改性壳聚糖衍生物。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，S1中，所述脱乙酰壳聚糖与所述1,2
‑
环氧丁烷的质量体积比为1：(10～30)g/mL。
[0018]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S2中，所述羟丁基壳聚糖与所述不饱和酸酐的质量比为2：(3～10)。
[0019]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S3中，所述双键羟丁基壳聚糖与所述精氨酸的质量比为2：(5～15)。
[0020]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述不饱和酸酐包括甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐或马来酸酐的至少一种。
[0021]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S3中所述反应还包括使用N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺(EDC)作为活化剂。
[0022]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S2中，所述反应的时间为12h～24h。
[0023]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S3中，所述反应的时间为15h～48h。
[0024]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述制备方法还包括对每个步骤产物进行纯化处理的步骤；优选的，S1中还包括对反应产物调节pH至中性、过滤、醇沉、干燥；进一步优选地，S2中还包括对反应产物调节pH至中性、透析3～5天、冻干；更进一步优选的，S3中还包括对反应产物透析3～5天、冻干。
[0025]根据本专利技术的第三个方面，提出了一种自收缩水凝胶，包括所述的改性壳聚糖衍生物。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，所述改性壳聚糖衍生物的质量浓度为3％～10％。
[0027]根据本专利技术的第四个方面，提出了一种自收缩水凝胶的制备方法，包括以下步骤：向改性壳聚糖衍生物溶液加入水溶性光交联剂，光交联后制得所述自收缩水凝胶。
[0028]根据本专利技术的第五个方面，提出了一种所述改性壳聚糖衍生物和/或所述自收缩水凝胶在制备创面修复材料中的应用。
[0029]本专利技术的有益效果为：
[0030]1.本专利技术中对壳聚糖进行改性后，有效提升了壳聚糖的溶解度，使其在PBS或超纯水中即能分散均匀，拓宽了应用前景，改性壳聚糖衍生物在生化功能上更适宜于加速创面修复。
[0031]2.本专利技术中含改性壳聚糖衍生物的自收缩水凝胶，具备温度敏感和紫外敏感的特性，光交联前呈溶胶状，可无缝与各种不规则伤口贴合紧密，光交联后使得体系的强度和黏附性进一步增强，对创面进行有效封闭的同时，与机体接触后，体温条件下可促发水凝胶收缩形变，对创面边缘组织产生向心牵引作用，主动收缩伤口，从物理层面促进愈合。精氨酸基团的引入，一方面增强了体系对组织的黏附作用，另一方面精氨酸作为机体内源性组分，可加速血管再生，从生化层面促进愈合。
[0032]3.本专利技术中含改性壳聚糖衍生物的自收缩水凝胶对温度保持敏感，随温度升高可以产生形变收缩，应用到创面可对创面边缘组织产生向心作用力，有利于创面愈合。
附图说明
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0034]图1为本专利技术实施例1～实施例3改性壳聚糖衍生物材料实物图。
[0035]图2为本专利技术未改性壳聚糖、实施例1～实施例3制得的改性壳聚糖衍生物的溶解情况。
[0036]图3为本专利技术实施例1～实施例3改性壳聚糖衍生物随温度变化的储能模量和损耗模量。
[0037]图4为本专利技术实施例3中不同改性壳聚糖拉伸强度图。
[0038]图5为本专利技术实施例3改性壳聚糖衍生物对创面组织HIF
‑
1α表达量的影响。
[0039]图6为本专利技术实施例4制得的不同自收缩水凝胶的面积收缩率。
[0040]图7为本专利技术实施例4制得的不同自收缩水凝胶在不同温度下的实物图。
具体实施方式
[0041]以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。
[0042]实施例1
[0043]本实施例制备了一种改性壳聚糖衍生物，具体过程为：
[0044]S1：羟丁基壳聚糖的合成(HBC)：称取4g精制的50％脱乙酰度壳聚糖于250mL烧杯中，25℃200rpm/min搅拌下，逐滴加入30mL质量分数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.式I改性壳聚糖衍生物：其中，DD为脱乙酰度，所述脱乙酰度为30％～99％。2.根据权利要求1所述的改性壳聚糖衍生物，其特征在于：式I中，的取代度为1.0～2.0；的取代度为0.1～0.5；的取代度为0.1～0.5。3.根据权利要求1所述的改性壳聚糖衍生物，其特征在于：所述改性壳聚糖衍生物的分子量为100000～300000。4.一种式I的改性壳聚糖衍生物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：脱乙酰壳聚糖碱化后与1,2
‑
环氧丁烷反应，制得羟丁基壳聚糖；S2：羟丁基壳聚糖溶解后再加入不饱和酸酐反应，制得双键羟丁基壳聚糖；S3：双键羟丁基壳聚糖溶解后与精氨酸反应，制得如权利要求1～3任一项所述的式I改性壳聚糖衍生物。5.根据权利要求4所述的改性壳聚糖衍生物的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄骏，于珊，高博韬，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：