【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可注射用水凝胶，具体为针对感染性骨缺损修复应用的可注射水凝胶的制备方法及用途，属于医药。
技术介绍
1、在骨科领域，感染性骨缺损（ibds）的修复一直是困扰外科医生的一个极其棘手的临床问题。当细菌侵入并定植于骨缺损部位时，严重的免疫反应和大量酸性代谢物的积累会使成骨细胞活性大大降低，破坏神经纤维和血管，从而限制骨的原位再生延长骨愈合期。由于骨重建通常从缺损面向缺损区中心进行，因此构建抗菌/成骨界面微环境被认为是修复ibds的合理策略。可注射水凝胶（ihs）具有微创手术、高度的空间适应性、与细胞外基质(ecm)结构相似、局部细胞/生物因子/药物输送能力等特点，在过去的几十年中显示出巨大的骨修复潜力。然而，目前报道的几乎所有用于修复ibds的ihs仅仅被赋予了抗菌和生物诱导的特性。近年来，随着骨免疫学的发展，研究人员发现，免疫调节在细菌清除和骨愈合过程中起着中心调节作用。因此，具有理想免疫调节功能的ihs原则上可以加速ibds的修复，这一观点引起了极大的关注。
2、巨噬细胞（mφ）作为一种高度可塑性的细胞，在抵抗感染和诱导骨再生方面发挥着关键的免疫调节作用。骨损伤后不久，中性粒细胞在数小时内引发急性炎症，随后单核细胞（mono）立即从外周血迁移到缺损处。然后，mono迅速转化为m0巨噬细胞，它们在缺损界面堆积并成为主要的细胞类型。在外界刺激下，m0巨噬细胞可极化为经典激活的m1表型或交替激活为m2表型，m1巨噬细胞也可以极化为m2表型。m1型巨噬细胞的外泌体（如ccl2、cxcl8、sdf-1、tnf
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术制备了一种用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶，该水凝胶具有良好的免疫调节性能和优异的抗菌活性，并具有良好的生物相容性。通过流变等理化性能测试结果说明了复合水凝胶机械性能的增强；通过细胞以及体外临床动物实验成功验证了复合水凝胶优异的抗菌性能，并通过免疫调节成功诱导骨再生。本专利技术报道了一种用于感染性骨缺损修复的新型可注射水凝胶，并将其应用于骨修复
中。
2、一种用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，包括以下步骤：
3、（1）将壳聚糖cs与4-甲酰基苯硼酸4-fpba溶于醇水混合溶液中搅拌均匀，得到4-fpba-cs混合溶液；
4、（2）将迷迭香酸rosa溶于4-fpba-cs混合溶液中搅拌均匀，得到4-fpba-cs /rosa混合溶液；
5、（3）将妥布霉素溶液和4-fpba-cs /rosa混合溶液混合、静置，得用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶。
6、所述步骤（1）中，所述cs与4-fpba的重量比例为1:0.01-0.05，优选为1：0.03。
7、所述的醇水混合溶液为本领域所熟知的乙醇和水形成的混合液，所述乙醇的体积分数可以为20-50%。所述醇水混合溶液的目的是将壳聚糖与4-甲酰基苯硼酸充分溶解并实现混匀的目的，一般混匀过程中还需常规的搅拌操作。
8、在一些案例中，还可以将得到的4-fpba-cs混合溶液进行透析，用于去除多余的乙醇溶剂以及少许未反应的4-甲酰基苯硼酸。
9、在一些案例中，为了后续实验步骤的进行，将进行透析后得到的4-fpba-cs混合溶液进行冷冻干燥，得到的干燥产品再次利用时仅需加水溶解即可。
10、所述步骤（2）中，所述rosa与cs-4-fpba的物质的量之比为1:2-5，优选为1：2。
11、所述步骤（3）中，所述妥布霉素溶液的浓度为10-50mg/ml。
12、所述步骤（3）中，妥布霉素溶液和4-fpba-cs /rosa混合溶液混合过程中，将妥布霉素溶液采用点状注射方法混入4-fpba-cs /rosa混合溶液中，静置后得到可注射水凝胶。单次进针注射量大约为0.05ml，即每0.5毫升注射液大概进针10次，单点注射量建议以出现芝麻大小凝胶为宜，所述4-fpba-cs /rosa混合溶液与妥布霉素溶液的体积比例为1：0.5-1，优选为1:0.75。
13、通过点状注射将妥布霉素混入4-fpba-cs /rosa混合溶液中，不仅可以将妥布霉素均匀的分布于4-fpba-cs /rosa混合溶液中；同时也可以使混合溶液整体的ph值偏碱性。碱性条件下，既让壳聚糖分子转变为结晶态，同时又让具有ph响应特性的硼酸酯键由平面结构转变为络合结构，形成更稳定的交联结构，增加了复合水凝胶的机械强度。
14、本专利技术的又一技术方案是将所述的制备方法制备得到的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶在制备骨缺损修复材料中的应用。
15、本专利技术中，迷迭香酸（rosa）是一种具有两个邻苯二酚结构的天然酚酸化合物，已被证明具有广谱抗菌活性，并且对sa特别敏感（图1a）。此外，越来越多的研究人员发现，rosa能够诱导m2型巨噬细胞极化。壳聚糖是一种阳离子聚电解质，具有优异的生物相容性和生物降解性，高浓度的壳聚糖水溶液经碱液的处理后可快速转化为高强度结晶态水凝胶。妥布霉素（tob）是一种氨基糖苷类抗生素，具有广谱抗菌活性，对革兰氏阴性菌尤其有效。此外，妥布霉素是水溶性的，由于侧氨基的质子化作用，其水溶液呈弱碱性(图1b)。苯硼酸基团可以与邻苯二酚基团反应形成可逆的硼酸酯键，从而防止邻苯二酚基团被氧化成醌。
16、本专利技术利用迷迭香酸、壳聚糖、妥布霉素和4-甲酰基苯硼酸4-fpba 开发了一种结构适应性强、抗菌活性强、具有持续/稳定的诱导m2型巨噬细胞极化的免疫调节功能的可注射水凝胶。简单地说，首先壳聚糖分子通过希夫碱反应在壳聚糖链上引入4-甲酰基苯硼酸修饰（称为4-fpba-cs）（图1c）。然后，将制备的4-fpba-cs与rosa迷迭香酸通过形成可逆的硼酸酯键形成4-fpba-cs/rosa可注射水凝胶（图1d）。最后，将4-fpba-cs/rosa可注射水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述CS与4-FPBA的重量比例为1:0.01-0.05，优选为1：0.03。
3.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述RosA与CS-4-FPBA的物质的量比例为1:2-5，优选为1：2。
4.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述妥布霉素溶液的浓度为10-50mg/ml。
5.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，妥布霉素溶液和4-FPBA-CS /RosA混合溶液混合过程中，将妥布霉素溶液采用点状注射方法混入4-FPBA-CS /RosA混合溶液中，静置后得到可注射水凝胶。
6.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述4-FP
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法制备得到的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶在制备骨缺损修复材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述cs与4-fpba的重量比例为1:0.01-0.05，优选为1：0.03。
3.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述rosa与cs-4-fpba的物质的量比例为1:2-5，优选为1：2。
4.根据权利要求1所述的用于感染性骨缺损修复的可注射水凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述妥布霉素溶液的浓度为10-50mg/ml...
【专利技术属性】
技术研发人员：冉家兵，褚莹，喻爱喜，王正，杜静怡，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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