[发明专利]丙烯酸/ε-聚赖氨酸黏附性抗菌水凝胶的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种丙烯酸/ε‑聚赖氨酸黏附性抗菌水凝胶及其制备方法和应用，制备方法包括将没食子酸修饰的ε‑聚赖氨酸聚合物、ε‑聚赖氨酸、丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮与含有光引发剂的溶液混合后，紫外光照射即得。本发明通过丙烯酸上的碳碳双键通过光照产生自由基聚合以及吡咯烷酮的氮杂环与酚羟基之间的静电络合作用，将ε‑聚赖氨酸与丙烯酸交联在一起，形成三维网络结构的水凝胶，具有性能可控、生物相容性好、光照成型、光谱抗菌、黏附强度可调等优点，实施条件温和可控，可应用于组织粘合剂、医用敷料、组织工程材料等生物医用材料领域。

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种光交联的丙烯酸/ε-聚赖氨酸黏附性抗菌水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

对于创伤部位的治疗，传统的方法主要是外科手术缝合，然而这种办法对临床手术操作者有较高技术素养要求，需要较高专业和技术手段，可能会产生炎症反应、继发感染、疤痕形成、细菌滋生和伤口水肿等副反应，并且，在创口缝合过程中需要药物麻醉，会增加经济成本。因此，为了解决以上缺陷关键是要开发出组织粘合剂，帮助创口的缝合与修复。理想的组织粘合剂需要有高度的组织粘合性、广谱抗菌特性、不会发生免疫排斥反应、生物无毒且对人体组织有较高的生物相容性，对人体组织无刺激性，有一定的自适应特性等。

目前的生物粘合剂多以纤维蛋白胶、氰基丙烯酸粘合剂为主，但这些生物粘合剂存在组织黏合强度差、易脱落、抗菌性能差且具有一定的皮肤刺激性等问题。

水凝胶是一种高含水量、结构类似于天然软组织的多功能立体多孔支架材料，利用高分子材料的可化学修饰基团对其进行合理改性，可构建粘附性水凝胶支架，在生物医用高分子材料领域有很重要的应用潜力。粘附性水凝胶是一种重要的生物材料，可用于外科封闭剂和创面敷料。

发明内容

针对上述现有技术的问题，本发明提供一种光交联的高黏附丙烯酸/ε-聚赖氨酸抗菌水凝胶及其制备方法和应用，本发明通过光引发自由基聚合、吡咯烷酮的氮杂环与酚羟基之间的静电络合作用，将丙烯酸与ε-聚赖氨酸交联在一起，形成的水凝胶成型后可作为组织粘合剂，具有合成工艺简单、反应条件温和、广谱抗菌、机械性能和黏附强度可调等特点，可以广泛用于组织粘合剂等领域。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种丙烯酸/ε-聚赖氨酸黏附性抗菌水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)向含有没食子酸(GA)的乙醇-水溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)后活化；之后加入ε-聚赖氨酸(ε-PL)反应，得到没食子酸修饰的ε-聚赖氨酸聚合物，记为ε-PL-GA；

(2)将ε-PL-GA、ε-聚赖氨酸、丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入到含有光引发剂的水溶液中，得到原液；将所述原液于紫外光下照射，即得所述丙烯酸/ε-聚赖氨酸黏附性抗菌水凝胶。

优选的，步骤(1)所述的反应的时间为12～48h。

优选的，步骤(1)所述的乙醇-水溶液中乙醇与水的体积比是5:1～1:2。

优选的，步骤(1)中加入ε-聚赖氨酸为加入浓度为5～10g/L的ε-聚赖氨酸水溶液。

优选的，步骤(1)所述ε-聚赖氨酸的分子量为1000～4000道尔顿。

优选的，步骤(1)所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为3:1～1:3；1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与没食子酸中羧基的摩尔比为1:1～1:5；没食子酸和ε-聚赖氨酸中氨基的摩尔比为5:1～1:3。

优选的，步骤(1)中向含有没食子酸的乙醇-水溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺后，溶液的pH为4.5～5.5。