本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料，具體涉及一種中藥小分子姜黃素光動力抗菌水凝膠及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、皮膚是人體最大的器官系統(tǒng)，健康完整的皮膚構(gòu)成了人體的第一道屏障，在日常生活中遇刺激后，不可避免受損害，細菌易侵入感染導致傷口難以愈合，目前抗生素是治療細菌感染創(chuàng)面的主要手段，但是多重耐藥菌的快速發(fā)展使得抗生素療效降低甚至失效，因此尋找穩(wěn)定綠色有效的新型抗菌療法至關(guān)重要。

2、光動力療法(photodynamic?therapy，pdt)是新的抗菌療法，由于侵入性小、起效快，抗菌譜廣、耐藥性少等優(yōu)點在傷口愈合領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。pdt主要通過光敏劑吸收特定波長光源，轉(zhuǎn)化為化學能并聚集在相應組織和細胞內(nèi)，通過一系列反應產(chǎn)生活性氧化物可有效作用細胞，導致細菌損傷，從而促進傷口愈合。目前氧化小堿具有光譜抗菌、抗生物膜活性和低耐藥性等作為光敏劑廣泛用于抗腫瘤研究，另外引入金屬有機框架構(gòu)架算形影光動力水凝膠具有減輕炎癥、促進膠原蛋白沉積和再生皮膚，可促進感染傷口愈合作用。

3、姜黃素(curcumin)是一種從姜科植物姜黃等的根莖中提取得到的黃色色素，為酸性多酚類物質(zhì)，主鏈為不飽和脂族及芳香族基團，是一種天然低細胞毒性光敏劑，具有抗炎、抗菌抗氧化和抗腫瘤等作用，受到研究者關(guān)注，然而由于其水溶性差、低水性光不穩(wěn)定性阻礙了其在光動力療法中的應用。

4、水凝膠是一種柔軟的親水性高分子材料，作為新型現(xiàn)代敷料引起廣泛關(guān)注，其具有類似細胞外基質(zhì)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，含水量高、生物粘附性、生物相容性和延展性好成為傷口愈合的理想敷料。羧甲基纖維素是一種陰離子纖維素衍生物，因無毒、ph值敏感性、生物可降解性、生物相容性、低成本和出色的吸水性在水凝膠體系中廣泛應用，羧甲基殼聚糖是一種陽離子水溶性多糖，活性安吉可與羥基和醛基反應在保持其生物相容性、抗菌活性和止血性能的同時，表現(xiàn)出更強的水溶性、吸附性和保濕性能，在藥物遞送及組織工程中具有廣泛的應用價值。

5、目前，羧甲基纖維素(cmc)和羧甲基殼聚糖(cmcs)在水凝膠的應用中仍存在著許多技術(shù)問題，首先，cmc與cmcs在水中形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)需要適當?shù)慕宦?lián)方式，交聯(lián)不夠牢固或穩(wěn)定，會導致水凝膠的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定；其次，由于cmc和cmcs在水中的溶解度隨濃度的變化而變化，這會影響水凝膠的形成和性能。

6、因此，針對現(xiàn)有水凝膠cmc與cmcs連用存在交聯(lián)不穩(wěn)導致水凝膠結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，姜黃素作為一種新型的抗菌材料，因在水中溶解性低限制其在水凝膠中的釋放，造成在水凝膠中應用生物利用度低的問題，因此如何解決姜黃素水溶性低、cmc與cmcs在水凝膠中交聯(lián)不穩(wěn)定的問題，是解決其在水凝膠應用的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中cmc、cmcs以及姜黃素在水凝膠中存在的問題，如何解決姜黃素水溶性低和光穩(wěn)定性差，cmc與cmcs在水凝膠中交聯(lián)不穩(wěn)定的問題，以及未見有文獻和專利報道有關(guān)三者結(jié)合制備光動力水凝膠的技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的之一在于提供一種中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠，本發(fā)明的目的之二在于提供一種中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，本發(fā)明的目的之三在于提供一種中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠在傷口愈合藥物制備中的應用。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠，按照重量份計，該抗菌凝膠包括氧化羧甲基纖維素90～110份，羧甲基殼聚糖1800～2000份，姜黃素0.5～1份。

4、同時本發(fā)明提供一種上述中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，包括：

5、(1)羧甲基纖維素水溶液加入naio4溶液室溫攪拌，獲得混合溶液，加入乙二醇終止氧化，透析，冷凍干燥獲得氧化羧甲基纖維素；

6、(2)羧甲基殼聚糖用硼砂溶液溶解，加入姜黃素，攪拌，得到羧甲基殼聚糖-姜黃素溶液；

7、(3)將步驟(1)氧化羧甲基纖維素用硼砂溶液溶解，獲得氧化羧甲基纖維素硼砂溶液，與步驟(2)所得羧甲基殼聚糖-姜黃素溶液混合反應，獲得中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠。

8、所述步驟(1)naio4溶液質(zhì)量濃度為12％，羧甲基纖維素水溶液的質(zhì)量濃度為3％，naio4溶液與羧甲基纖維素水溶液的體積比為1:10～15。

9、所述步驟(1)中，乙二醇與混合溶液的體積比為1:30～50。

10、所述透析條件為截留分子量：8-14kda，超純水透析3～5d。

11、所述步驟(2)中，硼砂溶液摩爾濃度為0.3m，氧化羧甲基纖維素硼砂溶液質(zhì)量濃度為3％。

12、所述步驟(2)中，姜黃素按照質(zhì)量體積百分比為2％～16％添加。

13、所述步驟(3)氧化羧甲基纖維素硼砂溶液與羧甲基殼聚糖-姜黃素溶液的體積比為1:3～5。

14、所述步驟(3)反應條件為室溫180r/min～300r/min磁力攪拌。

15、上述中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠在傷口愈合和疤痕愈合敷料制備中的應用。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

17、本發(fā)明提供的中藥小分子姜黃素光動力抗菌水凝膠具有動態(tài)亞胺鍵和硼酸酯鍵雙化學網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)，因此具有良好的生物相容性，不易引起過敏或排斥反應，表現(xiàn)出良好的自愈和可注射性能，可實現(xiàn)藥物可控釋放，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性，同時該光動力抗菌凝膠具有強度和彈性佳，三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)姜黃素的緩慢釋放，延長藥物作用時間，提高治療效果，能夠更好地維持傷口形狀和穩(wěn)定性，物理性能優(yōu)越，較現(xiàn)有水凝膠具有顯著的綜合優(yōu)勢，為姜黃素作為一種新型的光動力傷口敷料開發(fā)提供了參考依據(jù)，在醫(yī)療領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。

18、本發(fā)明提供的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠制備方法，通過在羧甲基殼聚糖中引入光敏劑姜黃素，羧甲基殼聚糖含有氨基可吸附破壞細菌結(jié)構(gòu)，還可以形成亞胺鍵，與含有醛羰基氧化羧甲基纖維素可合成動態(tài)亞胺鍵，在交聯(lián)劑硼砂作用下體系可形成硼酸酯鍵動態(tài)化學鍵，形成具有動態(tài)亞胺鍵和硼酸酯鍵雙化學網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的光動力抗菌凝膠，具備良好的生物相容性和生物可降解性能，改善了姜黃素在水凝膠中的穩(wěn)定存在以及緩慢釋放作用，與氧化羧甲基纖維素和羧甲基殼聚糖相互協(xié)同，顯著提高水凝膠的抗菌性能，ocmc和cmcs作為交聯(lián)劑，可能簡化了姜黃素水凝膠的制備工藝，降低了成本，并可能加快臨床轉(zhuǎn)化過程，在傷口愈合和疤痕愈合敷料制備中具有潛在的應用價值，為皮膚感染的治療提供了新的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠，其特征在于，按照重量份計，該抗菌凝膠包括氧化羧甲基纖維素90～110份，羧甲基殼聚糖1800～2000份，姜黃素0.5～1份。

2.一種如權(quán)利要求1所述中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，該抗菌凝膠通過如下步驟獲得：

3.如權(quán)利要求2所述的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)naio4溶液質(zhì)量濃度為12％，羧甲基纖維素水溶液的質(zhì)量濃度為3％，naio4溶液與羧甲基纖維素水溶液的體積比為1:10～15。

4.如權(quán)利要求2所述的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，乙二醇與混合溶液的體積比為1:30～50。

5.如權(quán)利要求2所述的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述透析條件為截留分子量：8-14kda，超純水透析3～5d。

6.如權(quán)利要求2所述的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，硼砂溶液摩爾濃度為0.3m，氧化羧甲基纖維素硼砂溶液質(zhì)量濃度為3％。

7.如權(quán)利要求2所述的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中姜黃素按照質(zhì)量體積百分比為2％～16％添加。

8.如權(quán)利要求2所述的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，所述氧化羧甲基纖維素硼砂溶液與羧甲基殼聚糖-姜黃素溶液的體積比為1:3～5。

9.如權(quán)利要求2所述的中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠的制備方法，其特征在于，所述反應條件為室溫180r/min～300r/min磁力攪拌。

10.一種權(quán)利要求1所述中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠在傷口愈合和疤痕愈合敷料制備中的應用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種中藥小分子姜黃素光動力抗菌凝膠及其制備方法和應用，通過在羧甲基殼聚糖中引入光敏劑姜黃素，羧甲基殼聚糖含有氨基可吸附破壞細菌結(jié)構(gòu)，形成亞胺鍵，還可與氧化羧甲基纖維素合成動態(tài)亞胺鍵，在交聯(lián)劑硼砂作用下體系可形成硼酸酯鍵動態(tài)化學鍵，因此該光動力抗菌凝膠具有動態(tài)亞胺鍵和動態(tài)硼酸酯鍵雙化學網(wǎng)絡(luò)，生物相容性佳，不易引起過敏或排斥反應，表現(xiàn)出良好的自愈和可注射性能，藥物可控釋放，三者協(xié)同顯著提高其抗菌性，同時該光動力抗菌凝膠強度和彈性佳，能更好維持傷口形狀和穩(wěn)定性，較現(xiàn)有水凝膠具有顯著的綜合優(yōu)勢，為姜黃素作為一種新型的光動力傷口敷料開發(fā)提供了參考依據(jù)，在醫(yī)療領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：施歡賢,王旋,孫靜,張小飛,謝允東,陳超
受保護的技術(shù)使用者：陜西中醫(yī)藥大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/7