System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种pH/超声双响应水凝胶的制备方法及应用技术_技高网

一种pH/超声双响应水凝胶的制备方法及应用技术

技术编号:42584432 阅读:6 留言:0更新日期:2024-09-03 18:02
本发明专利技术公开了一种pH/超声双响应水凝胶的制备方法及应用。该水凝胶主要由氧化魔芋胶(OKGM)、羧甲基壳聚糖(CMCs)、氧化锌/铜纳米颗粒(ZnO<subgt;2</subgt;/Cu NPs)和NO微泡(NOMBs)组成。在弱酸性和超声的作用下,该水凝胶发生溶胶‑凝胶转变并产生ROS、NO、Zn<supgt;2+</supgt;和Cu<supgt;2+</supgt;等化学物质,能有效消灭伤口处细菌、改善伤口血液流动和愈合。本发明专利技术制备的水凝胶成本低、制备方法简便、生物相容性好、具有pH和超声双重响应、良好的声热效应和保温能力,在感染伤口的治疗领域具有强大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医用材料领域,具体是一种ph/超声双响应水凝胶的制备方法及在制备抗伤口感染药物中的应用。


技术介绍

1、伤口愈合是一个复杂的过程,涉及到诸多生化反应,如果对伤口处理不当,还会引发更严重的伤口感染。伤口感染是指各种微生物(包括细菌、真菌、病毒等)从受损皮肤侵入体内并定居繁殖到一定数量,引起伤口局部甚至全身的炎症反应。感染伤口因为细菌大量繁殖、炎症反应严重和皮肤屏障大量缺失等因素,相比于普通伤口更难痊愈,因此,如何有效地治疗感染伤口一直是困扰医学界的难题之一。除此之外,抗生素的滥用导致耐药菌的出现,使得传统抗菌药物逐渐失效,进一步加重了感染伤口治疗的难度。急需寻找一种安全有效的感染伤口治疗策略去解决这一难题。

2、近年来,水凝胶由于其优异的生物相容性和组织相似性,在生物医学领域引起了广泛的关注。其中,以水凝胶为主要组成的水凝胶伤口敷料更是成为了伤口愈合领域的研究热点,已有将水凝胶用于感染伤口治疗的报道。liu等利用两亲性恶二唑基修饰的季铵盐(qas)偶联聚(ε-己内酯)-聚(乙二醇)-聚(ε-己内酯)(pcec-qas)胶束纳米抗菌剂,通过自组装制备了一种具有优异抗菌性能和可降解性能的水凝胶伤口敷料(pcec-qashydrogel)。该水凝胶促进了细胞的扩散、增殖和迁移,且能被完全被吸收,没有局部或全身毒性,可以在没有使用药物或细胞因子的情况下促进感染伤口修复,是一种很有前途的伤口敷料,为治疗感染伤口提供了一种简单而有效的策略(liu w, ou-yang w, zhang c, etal. synthetic polymericantibacterial hydrogel for methicillin-resistantstaphylococcus aureus-infected wound healing: nanoantimicrobial self-assembly, drug-and cytokine-free strategy[j]. acs nano, 2020, 14(10): 12905-12917.)。fang等报道了一种生物启发多功能可注射水凝胶(cqcs@gel),由儿茶酚功能化季铵盐壳聚糖(cqcs)和二苯甲醛修饰的聚乙二醇(db-peg2000)组成,使得cqcs@gel具有组织粘合性、抗菌性、抗氧化性、自愈性和ph响应性。在体内研究中,利用cqcs@gel凝胶速度快和组织粘连性强的特点,实现了肝脏、颈动脉等急性组织损伤的快速止血。此外,cqcs@gel显著促进mrsa感染皮肤伤口的慢性恢复过程,表明该水凝胶具有在临床伤口治疗上的应用潜力(fang w, yang l,chen y, et al. bioinspired multifunctional injectablehydrogel for hemostasis and infected wound management[j]. acta biomaterialia,2023, 161: 50-66.)。ph/超声双响应的多功能水凝胶伤口敷料是本领域的空缺,基于此,本专利技术设计出一种具有ph/超声双响应伤口愈合作用的多功能水凝胶伤口敷料在感染伤口治疗邻域具有重大意义。


技术实现思路

1、针对目前存在的技术问题,本专利技术基于亚胺键和超声疗法的特点,设计了一种具有ph和超声波双重引发伤口愈合作用的多功能抗菌水凝胶伤口敷料。该多功能抗菌水凝胶zc/no@gel的主要成分包括氧化魔芋胶(okgm)、羧甲基壳聚糖(cmcs)、氧化锌/铜纳米颗粒(zno2/cu nps)和no微泡(nombs)。当zc/no@gel水凝胶用于感染伤口时,经超声波处理后,由于伤口部位处于酸性ph时,该水凝胶会产生热量且释放出ros、no、zn2+和cu2+等化学物质,在治疗第8天时对不同伤口的愈合率均大于90 %,高于空白组和3 m伤口敷料组,具有广谱抗菌性,在消灭细菌的同时,还能改善伤口血液流动和促进伤口愈合。这种联合超声治疗的多组分协同作用水凝胶伤口敷料提供了一种简单高效的治疗策略,在感染伤口治疗领域具有广阔的应用前景。

2、为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:

3、一种ph/超声双响应水凝胶的制备方法,其包括以下步骤:

4、(1)将二水乙酸锌和聚乙烯吡咯烷酮pvp溶解于50 ml超纯水中,向混合溶液中加入h2o2,随后搅拌1 min再加入氨水调节溶液ph至11,在室温下磁力搅拌反应3 h,将白色悬浊液通过离心并用超纯水和无水乙醇洗涤,最后真空干燥得到zno2nps。

5、(2)将步骤(1)所得zno2nps分散在50 ml超纯水中,向溶液中加入cucl2·2h2o,超声分散后在磁力搅拌下反应2 h,将绿色悬浊液通过高速离心并用超纯水和无水乙醇洗涤三次得到绿色固体,真空干燥后研磨即可得zno2/cu nps。

6、(3)将谷胱甘肽 gsh溶解于50 ml超纯水中,再用hcl溶液将ph调至3.4,将溶液温度降至4 ℃后,向低温溶液中加入nano2并在冰浴下避光反应2 h,反应完毕后将大量低温丙酮加入混合溶液中,冰浴下剧烈搅拌直至出现大量粉红色固体。经真空抽滤收集,并用低温丙酮和超纯水洗涤,通过真空干燥得到亚硝基谷胱甘肽gsno。

7、(4)将大豆卵磷脂和胆固醇溶解于65 ℃无水乙醇中,随后在65 ℃下真空旋转蒸发直至成膜。成膜后加入一定量含有gsno和peg2000的pbs缓冲液,在65 ℃下旋转水化1 h后转移至棕色容量瓶中,经冰浴超声处理1 min,真空抽滤获得浅红色脂质体乳浊液,在pbs中透析(mw=3500)2天以去除未被包覆的gsno,即可得到nombs。

8、(5)将魔芋胶kgm溶于100 ml超纯水中,向其中加入10 ml naio4水溶液,磁力搅拌避光反应12 h后,加入10 ml乙二醇以淬灭过量naio4,继续搅拌2 h后将混合溶液在超纯水中透析(mw=8000-14000)3天,最后将溶液离心(取上清液)并冷冻干燥得到纤维状氧化魔芋胶okgm。

9、(6)将一定量的羧甲基壳聚糖cmcs和okgm分别配制成溶液,随后将0.5 ml okgm溶液置于离心管中,并向其中加入 zno2/cu nps和 nombs充分混合,向其中加入0.5 ml cmcs溶液快速搅拌直至凝胶形成得到ph/超声双响应zc/no@gel水凝胶。

10、优选的,步骤(1)中二水乙酸锌、pvp、h2o2用量分别为2 g、2 g、5 ml。

11、优选的,步骤(2)中zno2nps、cucl2·2h2o用量分别为1 g、1 g。

12、优选的,步骤(3)中gsh、nano2用量分别为1 g、1 g,丙酮温度为4 ℃,hcl溶液浓度为1 m。

13、优选的,步骤(4)中大豆卵磷脂、胆固醇用量分别为100 mg、20 mg,pbs缓冲液中gsno浓度为1 mg/ml,peg2000含量为10 wt%,pb本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种pH/超声双响应水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中二水乙酸锌、PVP、H2O2用量分别为2 g、2 g、5 mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中ZnO2 NPs、CuCl2·2H2O用量分别为1 g、1 g。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中GSH、NaNO2用量分别为1 g、1g,丙酮温度为4 ℃,HCl溶液浓度为1 M。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中大豆卵磷脂、胆固醇用量分别为100 mg、20 mg,PBS缓冲液中GSNO的浓度为1 mg/mL,PEG2000含量为10 wt%,PBS缓冲液的用量为30mL。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(5)中KGM用量为1 g,NaIO4水溶液的浓度为10 wt%。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(6)中CMCs和OKGM的水溶液浓度分别为9 wt%和6 wt%,ZnO2/Cu NPs、NOMBs用量为1 mg、1 mL。

8.根据权利要求1-7任一项所述制备方法制得pH/超声双响应水凝胶。

9.一种如权利要求8所述的pH/超声双响应水凝胶在制备抗伤口感染药物中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种ph/超声双响应水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中二水乙酸锌、pvp、h2o2用量分别为2 g、2 g、5 ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中zno2 nps、cucl2·2h2o用量分别为1 g、1 g。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中gsh、nano2用量分别为1 g、1g,丙酮温度为4 ℃,hcl溶液浓度为1 m。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中大豆卵磷脂、胆固醇用量分别为100 mg、20...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄雪平宋运壕温娜蒋鸿志卢世云杨炜波
申请(专利权)人:福建省立医院
类型:发明
国别省市:

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