本發(fā)明屬于醫(yī)療器械，尤其涉及一種抗菌水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、傷口愈合是一個(gè)復(fù)雜的生理過(guò)程，由于傷口嚴(yán)重細(xì)菌感染導(dǎo)致的慢性傷口往往不能順利的完成，需要長(zhǎng)期的治療，給患者帶來(lái)極大生理和心理痛苦。傷口感染是一個(gè)棘手的全球性問(wèn)題，它可能導(dǎo)致危及生命的并發(fā)癥，誘發(fā)慢性炎癥，導(dǎo)致創(chuàng)傷修復(fù)受損。創(chuàng)傷修復(fù)的治療對(duì)縮短恢復(fù)時(shí)間、減少患者痛苦和預(yù)防并發(fā)癥至關(guān)重要。當(dāng)前，抗生素仍是臨床預(yù)防和治療創(chuàng)傷感染的首選。然而，抗生素的濫用容易導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生耐藥性，并且會(huì)使其對(duì)藥物的耐受性不斷增強(qiáng)，最終導(dǎo)致了“超級(jí)細(xì)菌”的產(chǎn)生。因此，非常有必要尋找新的抗菌劑和聚合物材料來(lái)代替抗生素。

2、隨著臨床需求的不斷深化和細(xì)化，創(chuàng)傷敷料逐漸從單一的傷口覆蓋隔離的作用轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸喙δ芑Ч?，其中水凝膠成為傷口敷料中最具競(jìng)爭(zhēng)力的候選材料，尤其是具有自愈合性能的天然多糖基抗菌水凝膠，有望在臨床獲得更廣泛的應(yīng)用。然而，其中天然多糖甲殼素及殼聚糖基自愈合水凝膠在制備過(guò)程常常采用戊二醛等有毒交聯(lián)劑，這類(lèi)交聯(lián)劑有一定的細(xì)胞毒性，限制了其在生物醫(yī)用材料上的應(yīng)用。

3、因此，如何提供一種無(wú)毒、應(yīng)用范圍廣的抗菌水凝膠是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種抗菌水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、一種抗菌水凝膠，包括以下重量份數(shù)的原料：

4、殼聚糖1~4份、n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸1.5~3.5份、抗菌肽0.2~0.6份和d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯0.04~0.06份。

5、優(yōu)選的，包括以下重量份數(shù)的原料：

6、殼聚糖2份、n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸2.5份、抗菌肽0.4份和d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯0.05份。

7、優(yōu)選的，所述殼聚糖的脫乙酰度395%。

8、優(yōu)選的，所述抗菌肽的氨基酸序列為kvlrvrklirig。

9、一種抗菌水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

10、將n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的活化溶液加入到殼聚糖溶液中，攪拌后透析、冷凍干燥，得到n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖；

11、向所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖的水溶液中依次加入抗菌肽，和d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯水溶液，混合均勻后靜置成凝膠狀態(tài)，得到抗菌水凝膠。

12、有益效果：本發(fā)明首先增強(qiáng)了殼聚糖的水溶性，在后續(xù)的工藝中，避免采用酸性溶劑溶解殼聚糖，避免了水凝膠作為醫(yī)療產(chǎn)品在應(yīng)用中對(duì)創(chuàng)傷組織的刺激性；其次，n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的引入，提高了殼聚糖的抗菌活性，與抗菌肽發(fā)揮協(xié)同抗菌作用；最后，n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖含有更多的端羥基，在抗菌肽的包裹過(guò)程中，通過(guò)氫鍵作用，充當(dāng)連接體，使抗菌肽穩(wěn)定性增加，提高生物利用度，發(fā)揮持久抗菌效果。

13、優(yōu)選的，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的活化溶液為n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸溶解在95%乙醇溶液中后，加入活化劑并攪拌均勻得到，且其中n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的濃度為0.4-0.8mol/l。

14、優(yōu)選的，所述活化劑包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺，且所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺的摩爾比為1:2:3。

15、優(yōu)選的，所述殼聚糖溶液為殼聚糖溶解在醋酸水溶液中得到，且醋酸水溶液中醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-1.5%，殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~4%；

16、所述95%乙醇溶液的體積為醋酸水溶液體積的20%~30%。

17、優(yōu)選的，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~3%，且ph為5；

18、所述d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~1.5%。

19、有益效果：本發(fā)明利用安全無(wú)毒的d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯充當(dāng)交聯(lián)劑。由于d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯結(jié)構(gòu)中的醛基可與殼聚糖及抗菌肽中的氨基發(fā)生席夫堿（schiff?base）反應(yīng)，生成一種動(dòng)態(tài)的、可逆的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)（亞胺結(jié)構(gòu)）；同時(shí)，d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯結(jié)構(gòu)中的羧基可分別與殼聚糖及抗菌肽中的質(zhì)子化氨基產(chǎn)生靜電作用，與殼聚糖及抗菌肽中的羥基產(chǎn)生氫鍵作用。因此，d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯促進(jìn)殼聚糖和抗菌肽產(chǎn)生穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)，形成具有優(yōu)異自愈合性能的抗菌水凝膠，降低了作為植入材料在機(jī)體組織內(nèi)破裂從而導(dǎo)致并發(fā)癥的可能性；水凝膠的這種自愈性能有助于延長(zhǎng)材料使用壽命，恢復(fù)和保存其原始特性。同時(shí)，該抗菌水凝膠在抗菌肽實(shí)現(xiàn)控制釋放、提高治療效率、降低副作用方面展現(xiàn)卓越優(yōu)勢(shì)。

20、一種抗菌水凝膠在醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料的制備中的應(yīng)用。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

22、本發(fā)明首先利用活化劑1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺將n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的羧基活化，通過(guò)酰胺化反應(yīng)將n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸引入到殼聚糖分子鏈上，得到n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖。本發(fā)明以天然來(lái)源多糖甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物殼聚糖為基體材料，引入抗菌肽作為抗菌劑制備得到抗菌水凝膠，能夠充分發(fā)揮殼聚糖和抗菌肽的協(xié)同抗菌作用，具有強(qiáng)效抗菌效果，同時(shí)本發(fā)明所得抗菌水凝膠具有優(yōu)越的自愈合特性以及良好的生物相容性，在制備醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。且本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種抗菌水凝膠，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌水凝膠，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌水凝膠，其特征在于，所述殼聚糖的脫乙酰度395%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌水凝膠，其特征在于，所述抗菌肽的氨基酸序列為kvlrvrklirig。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的活化溶液為n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸溶解在95%乙醇溶液中后，加入活化劑并攪拌均勻得到，且其中n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的濃度為0.4-0.8mol/l；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述活化劑包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺，且所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺的摩爾比為1:2:3。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述95%乙醇溶液的體積為醋酸水溶液體積的20%~30%。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~3%，且ph為5；

10.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種抗菌水凝膠在醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料的制備中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗菌水凝膠及其制備方法與應(yīng)用，屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，包括以下原料：殼聚糖、N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸、抗菌肽和D?葡萄糖醛酸內(nèi)酯。其制備方法包括以下步驟：將N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸的活化溶液加入到殼聚糖溶液中，攪拌后透析、冷凍干燥，得到N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸?g?殼聚糖；向所述N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸?g?殼聚糖的水溶液中依次加入抗菌肽，和D?葡萄糖醛酸內(nèi)酯水溶液，混合均勻后靜置成凝膠狀態(tài)，得到抗菌水凝膠。本發(fā)明所得抗菌水凝膠具有優(yōu)越的自愈合特性以及良好的生物相容性，在制備醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：胡章,董鴻睿,李樂(lè)凡,程瑜,廖銘能
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東海洋大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19