[发明专利]原位聚合强力黏附的抗菌止血水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种原位聚合强力黏附的抗菌止血水凝胶及其制备方法与应用。将明胶、甲基丙烯酸酐在生物相容性介质中，搅拌混合均匀，反应得到GelMA；将葡聚糖分散于生物相容性介质中，加入氧化剂，避光氧化，得到产物氧化葡聚糖；将GelMA分散到生物相容剂介质中，加入氧化葡聚糖、四硼酸钠和光引发剂，最后得到GelMA/OD/Borax水凝胶前驱体溶液；在紫外光引发下，GelMA/OD/Borax水凝胶前驱体溶液聚合得到GelMA/OD/Borax三重网络水凝胶。与现有技术相比，本发明制得的GelMA/OD/Borax水凝胶为三重网络水凝胶，具有良好的机械性能，在细胞及动物水平具有生物相容性，同时，该水凝胶具有较高的组织粘附能力、抗菌能力和抗拉抗压能力，有希望应用于小动脉以及心脏、肝脏等内脏的止血领域。

技术领域

本发明属于水凝胶材料领域，尤其是涉及一种原位聚合强力黏附的抗菌止血水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

不仅在现代战场上，而且在日常生活中，急性大出血和相关的伤口感染仍然是全世界导致死亡的主要原因之一。脏器内动脉破裂常伴有无法控制的大出血，具有血流快，血压高，伤口难以自愈等特征，如果不及时止血，将会严重危及伤员生命。因此，能否有效控制出血对于提高伤员的生存率至关重要。止血是器官破裂和穿透伤口的主要治疗方法。目前，外科手术缝合线是闭合主动脉破裂和内脏伤口的主要方法，然而，外科手术缝合线与诸如继发性组织损伤，炎症性反应以及需要麻醉剂等若干问题有关。用于内脏和动脉出血的快速止血，需要与组织快速而牢固的粘附，对组织重建所需的生物相容性，以及抵抗血压所必需的物理强度。到目前为止，已经开发出多种止血材料，例如血纤蛋白胶，明胶，聚合物和水凝胶，以实现快速、安全的止血。例如，先前已经研究了具有高机械强度的聚丙烯酰胺(AM)用于组织吻合；但是，其降解产物具有生物毒性。此外，出血往往会产生湿润的组织表面，这使传统的止血材料难以实现牢固的组织粘附，并导致无法止血。因此，很少有报道的材料适合内脏创伤的止血和密封，因为其对体内组织的粘附力差和其较弱的机械强度。此外，其中一些还具有生物相容性方面风险。因此，迫切需要研究出一种能够快速且安全地控制出血的先进的伤口闭合材料。尽管最近的一些研究报道了可以粘附在组织表面的不同聚合物，但是这些材料的胶凝时间长，机械强度弱或降解产物有毒。

另一个需要考虑的关键问题是伤口感染引起的出血。因此，设计一种有前景的抗菌止血剂仍然是一个巨大的挑战。

水凝胶被认为是一种理想的组织工程材料，它是由亲水或疏水特性的单体和聚合物侧链交联而成的三维网络化胶体物质，应用于伤口治疗。因为它不仅可以为伤口愈合提供一个潮湿的环境，而且还可以在伤口界面与血液形成一个保护屏障。同时，水凝胶具有可注射性，具有便携操作应用的潜力。水凝胶具有良好的生物相容性，因为它的含水量高，可以膨胀和吸收超过其自身重量的数百倍的液体。因此，与组织接触的水凝胶往往产生反复的水合作用，将组织中的水分吸收到敷料中。水凝胶材料表面多余的水可用作润滑剂，可减少更换敷料时对伤口的粘连。此外，水凝胶材料还可以紧密粘附不平整的创面，减少细菌对伤口的污染，构建物理屏障，有效预防炎症。与此同时，它还能促进新血管和组织的形成，促进上皮细胞生长和伤口愈合。

中国专利CN110951096A公开了一种GelMA-氧化葡聚糖双网络水凝胶及其制备方法。这种双网络水凝胶是通过以下的制备方法制得：1)制备氧化葡聚糖：将葡聚糖溶液与氧化剂进行反应，得到氧化葡聚糖；2)制备甲基丙烯酰化明胶：将明胶溶液与甲基丙烯酸酐进行反应，得到甲基丙烯酰化明胶；3)制备双网络水凝胶：将氧化葡聚糖溶液与甲基丙烯酰化明胶溶液混合，再与光引发剂溶液混合，得到混合溶液，然后静置成胶，将所得的凝胶进行紫外光照射，得到GelMA-氧化葡聚糖双网络水凝胶。该专利公开的是一种双网络水凝胶，其溶胀率不高，此外其缺乏抗菌性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原位聚合强力黏附的抗菌止血水凝胶及其制备方法与应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明首先提供一种原位聚合强力黏附的抗菌止血水凝胶的制备方法，包括如下步骤：