[发明专利]一种甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶及其制备方法和应用。该水凝胶包括甲基丙烯酸改性丝胶和壳聚糖季铵盐，所述甲基丙烯酸改性丝胶和壳聚糖季铵盐的质量比8～12:1.5～3。本发明以甲基丙烯酸改性丝胶和壳聚糖季铵盐为基础，在紫外光照射条件下合成了甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶，该水凝胶具有稳定的流变性、良好的降解能力、生物相容性和固有的抗菌性能，能有效地促进伤口愈合过程，在皮肤创面愈合敷料中有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及医用生物材料技术领域，具体涉及一种甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

皮肤是一个重要的器官，具有复杂的结构，包括表皮层和真皮层皮肤，具有多种重要的保护功能，比如阻挡紫外线、防止有害微生物入侵、减少体液蒸发等，但它很容易受到急性创伤、慢性溃疡和糖尿病的损害，每年有数百万人遭受无法自我修复的皮肤创伤，导致需要花费大量医疗费用。严重的皮肤创伤，特别是涉及表皮、真皮层、附属物(汗腺、皮脂腺和毛囊)，以及皮下组织损伤的全层损伤，通常会导致无功能性瘢痕的形成。瘢痕主要由无序的胶原和弹性纤维网形成，缺乏功能性皮肤附属物，如毛囊和皮脂腺，给患者带来身体不适，包括瘙痒、热不耐受、感觉和体温调节障碍，然而，有效地再生这些皮肤附属物是很困难的。为了使全层损伤后的皮肤在形态和功能上得到再生，目前临床上的金标准是植皮，但植皮面积、供者来源和昂贵的医疗费用等因素都限制了植皮的应用。因此，组织工程创面敷料已成为一种很有前途的替代材料，人们迫切需要新的功能性和形态性的全层皮肤再生敷料。

目前使用的大多数伤口敷料无法实现无疤痕皮肤再生，因此，具有修复全层皮肤损伤的新型创面敷料水凝胶受到了生物材料研究人员的广泛关注。水凝胶具有高含水量、良好的生物相容性和灵活的力学性能，被认为是有潜力的临床应用的候选材料。首先，通过提供多孔结构和合适的溶胀比，水凝胶基质可以允许氧的存在，去除伤口渗出液，维持潮湿的伤口床以促进伤口愈合。其次，传统敷料需要通过在基质中添加抗生素提高其抗菌性，而某些水凝胶具有固有的抗菌性能。与纱布、脱脂棉等传统的伤口敷料不同，生物降解的水凝胶敷料易于剥离和自发降解，避免了换药过程中的疼痛和继发性创伤。

在伤口愈合修复概念的启发下，研究者设计了许多新的水凝胶，在各种伤口的治疗中发挥了重要作用。目前，水凝胶是由天然高分子材料，如海藻酸钠、羧甲基纤维素、右旋糖酐、明胶、胶原和透明质酸，以及合成高分子材料，如甲氧基聚乙二醇、聚乙烯醇、肽和聚酰胺等制备得到的，具有良好的生物相容性和可生物降解性。其中，丝胶(Ser)是一种来源于蚕丝的天然生物材料，具有良好的生物相容性、低免疫原性、促增殖作用和可调节的力学性能，可用于制备水凝胶，但单纯的丝胶分子构象为无规则卷曲，空间结构松散无序，所成的水凝胶不稳定。壳聚糖是一种具有生物降解性、生物相容性和抗菌活性的天然聚合物。它符合环保要求，是天然抗菌剂研究的热点之一，可用于制备抗菌水凝胶。然而，壳聚糖不溶于pH大于6.5的中性和碱性水溶液，大大限制了其应用。因此，有必要对丝胶和壳聚糖进行改性处理，并以改性后的丝胶和壳聚糖为基础，制备具有优异的生物降解、力学性能、修复性能和抗菌性能的新型水凝胶。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶及其制备方法和应用，该水凝胶具有优异的生物降解、力学性能、修复性能和抗菌性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶，包括甲基丙烯酸改性丝胶和壳聚糖季铵盐，所述甲基丙烯酸改性丝胶和壳聚糖季铵盐的质量比为8～12:1.5～3。

优选地，所述甲基丙烯酸改性丝胶和壳聚糖季铵盐的质量比为10:2，制备得到的水凝胶具有更优异的生物相容性和力学性能。

本发明还提供了上述甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶的制备方法，将甲基丙烯酸改性丝胶溶液与壳聚糖季铵盐溶液混合，加入光引发剂，经紫外光照射后固化，得到所述甲基丙烯酸丝胶/壳聚糖季铵盐水凝胶。