[发明专利]一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用

说明书

本发明提供一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用。成分包括：可在35‑45℃自发交联的温敏性含多羟基的聚合物溶液A基质，低温下是液体；单宁酸水溶液；铁、钌或钒离子溶液；三者低温混合后喷射或注射到既定身体位置形成水凝胶。该凝胶温度敏感，低温时流动性良好，可注射可喷射，在体温下迅速形成凝胶。具有光热效应，经光照射后，短时间内温度即可从25℃升高到60多度，可经反复光照，实现一次注射，多次光热治疗。光热效应还能促进组织生长和修复，同时水凝胶升温后，抗菌效果随之升高。该水凝胶使用方法简单，具有良好的生物相容性和生物降解性，可缓慢释放抗菌剂，减少疤痕形成。可用于修复皮肤创伤。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用。

背景技术

由于近红外光(NIR)具有良好的组织穿透能力和较低的能量损失，对人体组织无害，因此对近红外光可以有效地吸收并将其有效转化为热的具有光热效应的生物材料在光热治疗领域具有广阔的应用前景，例如在皮肤创伤修复方面。但是现有光热材料体系主要包含贵金属纳米颗粒如Au、Ag、Pt，石墨烯、碳纳米棒，这些光热转换效率较高，但价格昂贵，并且生物相容性有待研究，可用于体外诊断，但还不能用于体内。

聚合物水凝胶是具有亲水性含有大量的水的三维交联网状结构，但是不溶于水，能保持一定的形状，与细胞外基质相似，具有良好的生物相容性。温敏性聚合物水凝胶如甲壳素基温敏性水凝胶在低温时保持液体，可均匀地包载细胞/药物并填充不规则的创面部位，在体温下迅速形成凝胶，能够促进组织生长和修复。这种体内可降解的甲壳素基温敏性水凝胶可以装载活性因子和药物，用于局部注射微创治疗，在生物医用方面具有很好的开发前景。

单宁酸是自然界中存在广泛的一种复杂的多元酚酸，富含于多种树木的树皮与果实中，可用作食品抗氧化剂，是一种由美国食品和药物管理局(FDA)批准的可用于食品添加剂的多酚类配体，单宁酸具有较好的抗菌特性，能够有效抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生物膜的形成。虽然单宁酸本身毒性较小，但浓度过高也具有明显的毒性。将单宁酸和金属离子引入可注射甲壳素基温敏性水凝胶促使单宁酸缓慢释放实现相对长期抗菌作用，得到既具有温敏性又具有pH敏感性的可注射抗菌水凝胶[中国发明专利申请公开说明书CN201910768980.2]。若能进一步开发出无毒副作用的具有光热特性的和可降解可注射的新型温敏水凝胶将非常有意义。

本发明将单宁酸和金属离子引入可注射温敏性含多羟基的聚合物如甲壳素基温敏性水凝胶，得到具有光热效应和可注射可降解复合医用温敏水凝胶，期望在皮肤创伤修复方面得到应用。

发明内容

为了解决现有光热材料中存在的各种问题，本发明提供一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶及其使用方法和应用。该材料具有明显的光热效应，经光照射后，短时间内温度即可从25℃升高到60多度，可经反复光照，实现“一次注射，多次光热治疗”的目的。同时还具有温度敏感性，在低温时液体具有良好的流动性，可原位注射可喷射，能够填充不规则的伤口形状。在体温下快速成胶保持了单宁酸不易被冲走，可缓慢释放单宁酸抗菌剂，降低其毒性，该材料具有长时间的抗菌性能且抗菌范围广，具有良好的生物相容性和生物可降解性；

一种具有良好光热效应的温敏复合抗菌水凝胶的使用方法，包括以下步骤：

(1)制备可在生理条件下原位自发物理交联的温敏性含多羟基的聚合物溶液A，在低温保存；

(2)低温下向溶液A中加入单宁酸溶液，混合均匀得到混合溶液B；

(3)低温下向混合溶液B中加入金属离子溶液，混合均匀后得到低温下具有良好流动性的可注射复合水凝胶前体溶液C；

(4)将复合水凝胶前体溶液C注射或喷射到既定身体位置形成复合水凝胶；

(5)对复合水凝胶进行光照射，能将光能转变成热能提高水凝胶的温度，从而提高该位置的温度。