[发明专利]一种可缓释抗菌肽的水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种可用于医用创伤护理的水凝胶及其制备方法，尤其涉及一种可缓释抗菌肽的糖胺聚糖基水凝胶及其制备方法。

背景技术：

抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽，分子量在2000～7000Da左右，由20～60个氨基酸残基组成。按抗菌肽来源分为微生物抗菌肽、植物抗菌肽、动物抗菌肽及人源性抗菌肽等。近年来抗菌肽在创伤修复领域得到了广泛研究，文献报道人源抗菌肽(Host Defense Peptide)具有广谱抗菌，参与创面炎症调节，促创伤区血管生成，促创伤区上皮再生的功能。在人体创伤愈合这一复杂生理过程中，抗菌肽作为内生型免疫系统的关键信号分子之一，与各类细胞及各种生长因子相互作用，协调达到平衡状态，实现创伤修复。抗菌肽在机体中呈诱导性表达，正常生理状态时浓度仅为0.4～1μmol／L。受到外来细菌、炎症或创伤刺激时表达上调，在皮肤炎症处可检测到人源抗菌肽浓度高至10μmol／L。

糖胺聚糖(glycosaminoglycans，GAG)是由重复二糖单位构成的无分枝长链多糖。其二糖单位通常由氨基己糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)和糖醛酸组成，但硫酸角质素中糖醛酸由半乳糖代替。氨基聚糖依组成糖基、连接方式、硫酸化程度及位置的不同可分为六种，即：透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素。糖胺聚糖和纤维状胶原蛋白、透明质酸、蛋白聚糖和糖蛋白以不同比例组成细胞外基质(Extracellular Matrix，ECM)。广泛分布于动物和人体各种组织中，细胞外基质不仅静态的发挥支持、连接、保水、保护等物理作用，而且动态的对细胞产生全方位影响。

自上世纪70年代以来，欧美国家厂商开始研制非棉制新型医用敷料产品，以此取代传统纱布绷带类敷料。利用无毒高分子材料研制的水凝胶医用敷料产品是一种高端的医用敷料产品，具有良好的生物相容性，不影响生命体的代谢过程，而代谢产物又可通过水凝胶排出，这样在湿润的环境下，伤口不会结痂，且比在干燥环境下愈合更快。

发明内容：

本发明提出了将人源抗菌肽和水凝胶相结合的设计方案及制备方法，通过使用该方法制备出的抗菌肽水凝胶，具有较好的生物相容性和抗菌肽药物缓释的优点。

以生物相容性好的糖胺聚糖高分子材料为主要原料，采用现有技术中的原位交联反应制备新型水凝胶敷料基质，由多肽分子与糖胺聚糖高分子材料共轭反应，进而通过原位聚合包埋多肽分子，同时加入热敏性生物材料，混合制成水凝胶。制备过程中，糖胺聚糖分子材料和热敏性生物材料在所述水凝胶中的总含量为1％-80％(w／w)。生物多糖高分子与抗菌肽分子的配比为(10：1到200：1)，生物多糖高分子与热敏性生物材料的配比为(1：1到1：10)。通过控制被包埋人源抗菌肽分子浓度和糖胺聚糖的酰肼化衍生物和醛基化衍生物的配比形成水凝胶抗菌肽药物缓释系统。

糖胺聚糖包括但不限于以下材料：透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素、硫酸角质素。热敏性材料包括但不限于以下材料：聚丙乙烯聚乙烯共聚物，聚氧丙烯聚乙烯共聚物。人源抗菌肽包括但不限于以下种类：防御素(Defensins)家族，组织蛋白酶抑制素(Cathelicidins)家族，富含组氨酸蛋白(Histatins)家族，以及富含甘氨酸蛋白(Hglyrichin)家族。

本发明涉及到人源抗菌肽的生产过程，生产工艺为：是采用现有技术中化学合成或者采用基因工程的方法，使用生物反应器将含有人源抗菌肽基因的载体在细胞中表达出人源抗菌肽，分离纯化可得。反相高效液相色谱(rHPLC)具有分离效果好、分辨率高、回收率高的特点，经化学合成制备多肽，也可采用已高效液相色谱进行分离纯化。使用rHPLC方法对于抗菌肽水凝胶的释放行为进行了测定。研究了聚合物浓度、载药量、聚合物组成和溶胶-凝胶等参数对于药物释放行为的影响，以得到最佳药物缓释系统。药物释放曲线呈现出了初始的突释和一定时间后的缓慢释放的特征。更高的聚合物浓度导致缓释速率减慢，早期突释减小。这是因为更高的聚合物浓度导致更加紧密的水凝胶结构，从而使药物的扩散变慢。相似的，更高的聚合物分子量也使药物缓释变慢。相反，载药量对于药物释放的影响不大，主要原因是药物水溶性很好。在所有实验样品中，抗菌肽的释放率接近90％。