[发明专利]一种色氨酸衍生物水凝胶的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种色氨酸衍生物水凝胶的制备方法及其应用，制备方法包括以下步骤：(1)将色氨酸衍生物溶解在碱性盐溶液中，超声分散得到均匀溶液；(2)用酸调节溶液的PH至4‑7，振荡摇匀，静置，即得所述色氨酸衍生物水凝胶。本发明中的色氨酸衍生物水凝胶体系成分简单、成本低、制备过程迅速，具有良好的生物相容性和稳定性，形成的纳米纤维网络能缓慢释放药物，对大肠杆菌具有显著的抑制效果，在抗菌材料、伤口愈合等领域可得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及生物材料相关技术领域，具体是一种色氨酸衍生物水凝胶的制备方法及其应用。

背景技术

水凝胶是一种三维超分子网络结构，能够锁住大量的水分子，是一种吸水性很强的材料。小分子水凝胶是水凝胶材料中的一种，通过小分子自组装形成，小分子(即凝胶因子)之间通过π-π堆积作用、疏水-疏水作用、氢键相互作用以及静电相互作用等非共价键力自组装成特定的凝胶结构。与传统的高分子水凝胶通过共价键交联形成水材料不同，这些非共价相互作用力往往比较弱，会赋予小分子水凝胶材料一些可逆的性质，当外改变外界条件(比如温度、PH、震荡等)时，凝胶会转变成溶胶，当条件恢复到原来时，凝胶就会恢复。小分子水凝胶成分简单，具有制备工序简单、成本低廉、可降解等优点，在3D细胞培养、伤口愈合、药物缓释、组织工程等生物医药领域有广泛的应用前景。

细菌感染是当今公共医疗卫生面临的最大全球性挑战之一，抗菌肽、抗生素、银纳米粒子等抗菌药在不断发展。抗菌水凝胶可以提供一个跟生理条件保持一致，并且相对潮湿的环境，同时表现出抗菌活性，适用于伤口愈合和皮肤感染治疗。但是基于合成的聚合物、金属纳米粒子或多肽的的超分子水凝胶通常需要涉及到复杂的化学合成和纯化过程，在这样的过程中会把有机溶剂和有毒试剂掺入抗菌水凝胶中，从而降低了它们的抗菌效率和生物相容性，甚至可能导致免疫原性和炎症，并且对哺乳动物细胞具有高毒性。为了解决这些问题，开发更具生物相容性和有效的抗菌性水凝胶是很有必要的。

氨基酸衍生物是基于氨基酸为合成前体的一类凝胶因子，大部分氨基酸及其衍生物结构简单，来源广泛，具有超分子水凝胶常见而有用的氢键构建单元(氢键供体和受体)，分子间通过氢键、酰胺键(CONH)相互作用凝胶化，这些作用力有利于凝胶因子在水溶液中高效自组装。通过简单的合成途径合成氨基酸衍生物，制备成水凝胶，不仅能使其在具有良好生物相容性的条件下，还具有可调控的生物活性，例如抗菌抗炎、抗癌等，是一种很受欢迎的新型纳米材料，在生物材料领域具有很大的潜在应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种色氨酸衍生物水凝胶的制备方法及其应用，以解决上述背景技术中提出的水凝胶的复杂有毒制备过程、生物相容性差和抗菌效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种色氨酸衍生物水凝胶的制备方法包括以下步骤：

将色氨酸衍生物置于碱性盐溶液中，超声分散使其完全溶解得到均匀分散的色氨酸衍生物溶液；

通过酸溶液将所得色氨酸衍生物溶液的PH调节至5-7，振荡摇匀后静置，即得色氨酸衍生物水凝胶。

作为本发明进一步的方案：所述色氨酸衍生物分子式如下：

作为本发明进一步的方案：所述色氨酸衍生物水凝胶中色氨酸衍生物的含量为0.34％wt-3.0％wt。

作为本发明进一步的方案：所述的色氨酸衍生物水凝胶的成胶PH值为4-7。

作为本发明进一步的方案：所述碱性盐溶液为强碱盐溶液、碳酸盐溶液、碳酸氢盐溶液、磷酸盐溶液或磷酸氢盐溶液。

作为本发明进一步的方案：所述的碱性盐溶液的pH为8.3-12.0。