[发明专利]一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法。该制备方法首先将N‑异丙基丙烯酰胺、海藻酸钠、HKUST‑1纳米粒子、交联剂、引发剂、促引发剂溶解于去离子水中，在低温下反应制备交联互穿网络水凝胶；利用壳聚糖上的氨基与3,4‑二羟基苯丙酸中的羧基发生偶联反应，制备支链带有邻苯二酚结构的壳聚糖‑g‑儿茶酚；将壳聚糖‑g‑儿茶酚溶液均匀涂覆于水凝胶的表面，制得产物。本发明将聚N‑异丙基丙烯酰胺作为水凝胶的第一网络，实现温度敏感的体积相转变作用；同时壳聚糖‑g‑儿茶酚以桥接聚合物的形式用于提高水凝胶的粘附性。在协同作用下，促进创面周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合。

技术领域

本发明涉及一种可用于创面愈合的医用水凝胶敷料，特别涉及仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法，该仿生机械活性水凝胶粘合剂用作医用水凝胶敷料。

背景技术

伤口愈合是一个连续而复杂的过程，按照时间可分为四个阶段：(i)凝血和止血；(ii)炎症；(iii)细胞增殖；(iv)伤口重塑。在细胞的增殖过程中，伤口充满由新形成的毛细血管和结缔组织组成的肉芽组织，其中成纤维细胞作为增值期的主要细胞，从周围的组织迁移到伤口部位进行繁殖，其中具有收缩特性的特殊成纤维细胞称为为肌原纤维，通过使伤口收缩促进伤口逐渐变小。伤口收缩的过程在胚胎伤口愈合中起着重要作用，相比之下，出生后的成年人的伤口皮肤收缩显着减少。因此，为避免对人体造成更大的伤害，需要采用适当的敷料贴敷在创面。具有机械活性的水凝胶敷料一方面作为物理屏障，起着保护伤口的作用；另一方面积极地构建一个适合伤口恢复的微环境，促进创面周围的皮肤组织收缩，起着加快伤口愈合的作用。

中国发明专利申请202011309230.8公开了一种具有抗菌消炎功能的水凝胶活性敷料，敷料以2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和丙烯酸羟乙酯为单体，采用化学聚合法制备为线性共聚物，与淀粉样蛋白纤维共混后，在交联剂作用下生成疏松的交联网络，形成第一凝胶产物，在疏松的第一凝胶产物中引入羧甲基壳聚糖和水溶性多酚化合物的混合物，在第一凝胶产物中交联剂的共同作用下，经过冻融循环处理后发生二次凝胶化，形成以物理交联为主，化学交联为辅的交联水凝胶，大大提高了水凝胶敷料的机械性能，同时具有良好的抗菌消炎和自我恢复的功能，适用于烧伤、烫伤和外伤性创伤的创面保护和治疗。但是由于纳米银具有较强的细胞毒性，在伤口愈合的过程中会对其他组织细胞造成损害。同时，由于缺乏良好的皮肤组织粘附性能，将该技术应用于伤口时容易造成滑落，不利于将水凝胶固定在创口表面。此外，该制备方法需要负载水凝胶微球和反复冻融数次，制备过程较为复杂。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的缺点与不足，提供一种可用于修复组织创伤的仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法。

本发明通过聚N-异丙基丙烯酰胺聚合物网络和壳聚糖-g-儿茶酚桥接聚合物的协同作用实现水凝胶粘合剂机械活性。聚N-异丙基丙烯酰胺是一种温度刺激响应性聚合物。该聚合物在32℃存在一个温度依赖性的相变，导致其亲、疏水性发生变化，这个温度称为低临界溶解温度(LCST)。在高于32℃的温度下，聚合物显示出疏水性，在宏观上发生体积相转变。海藻酸钠作为一种天然高分子，具有良好的生物相容性、生物可降解性、成膜性、稳定性等。海藻酸钠的分子链上有大量游离的羟基和羧基，其中α-L-古罗醛酸(G)单元上的羧基能够与钙、铜、铁、铝、铅等二价或者多价的金属离子进行离子交联形成“鸡蛋盒”结构。HKUST-1纳米粒子会在水溶液中不稳定，会缓慢分解释放出铜离子。现有技术文献已经报道使用硫酸铜、氯化铜作为海藻酸钠的交联剂，但是由于体系中存在大量游离的铜离子，使交联反应过快，导致水凝胶的交联密度不均匀。由HKUST-1纳米粒子缓慢释放出的铜离子一方面作为海藻酸钠的交联剂，另一方面作为抗菌剂，用于促进伤口愈合。两者结合可制备出有良好生物相容性及温度敏感性并可用于促进伤口收缩的交联互穿网络结构的水凝胶。