[发明专利]一种玛咖多糖水凝胶的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种玛咖多糖水凝胶的制备方法及其应用，将醛基玛咖多糖、N‑羧乙基壳聚糖的水溶液按比例混合并加入银纳米粒子，充分搅拌得到多糖水凝胶，该水凝胶具有均匀的多孔结构，流变学结果显示出固态弹性特征；本发明制备方法简单，通过席夫碱反应制得，避免了有毒交联剂的使用，制备过程安全、易操作，而且原料易得、成本低。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种玛咖多糖水凝胶的制备方法及其应用。

背景技术

日常生活中发生的意外事故比如烫伤、车祸、摩擦等造成皮肤的损伤。创面愈合过程漫长且存在被细菌感染化脓的风险。水凝胶是一种三维含水的聚合物网络，能够维持伤口的湿润度并保持伤口的通透性，减少出血抑制细菌的产生，在创面愈合过程中有着积极的影响。但现有的使用的一些化学交联剂有一定的细胞毒性，不建议使用。天然多糖制备水凝胶避免了有毒交联剂的使用，所以多糖水凝胶是绿色、经济、安全的产品。

玛咖多糖是中药玛咖的主要活性成分，含有发挥抗炎、抗氧化、免疫调节等多种药理作用的关键成分，且玛咖多糖表现出促进细胞增殖的活性。相对于合成的高分子材料具有个更高的生物安全性，更容易满足生理需求，但较差的力学性能和流动性又限制了其的应用。借助玛咖多糖的稳定性和主链结构上的羟基易修饰性，有望通过修饰后与其他大分子共同设计出一种创新的生物材料，并保持原有药理性能，开拓其在药理活性、药物传递等领域的应用。

壳聚糖是甲壳素脱去乙酰基的产物，甲壳素广泛存在于虾蟹等甲壳类动物的壳中，是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源，也是自然界中唯一存在的碱性多糖。其具有降血脂、抗菌消炎、促进伤口愈合的作用。但它不溶于水和大多数有机溶剂，只溶于稀酸溶液，因此限制了它在药用材料中的应用。因此可以对其进行修饰，增加其在水中是溶解度，开拓其应该范围。

银纳米粒子是一种具有抗菌活性的纳米材料，目前在日常生活中已被广泛应用，银纳米粒子能够通过多种机制起到杀菌作用而不易产生耐药性。当银纳米粒子粒径减小时，其比表面积增大，抗菌活性能够增强。但高溶度的银分布会对细胞、组织和器官造成明确的毒性和损伤。因此需要严格控制其在伤口部位的浓度。

发明内容

本发明提供一种玛咖多糖水凝胶的制备方法及其应用，以中药玛咖中活性成分玛咖多糖与天然材料壳聚糖为基质材料，经改性后，再与银纳米粒子一起，通过席夫碱反应制备水凝胶，此水凝胶具有很好的力学性能和优异的抗菌活性以及作为药物载体的潜力，同时水凝胶是一种三维的聚合物网络，可以缓慢的释放其中的药物，避免了药物在伤口部位的蓄积，本发明玛咖多糖水凝胶可作为伤口愈合过程中潜在的修复材料。

本发明的技术方案如下：

一种玛咖多糖水凝胶的制备方法，主要包括如下步骤：

(1)对玛咖多糖进行氧化反应，获得醛基玛咖多糖；

(2)对壳聚糖进行迈克尔加成反应，获得水溶性N-羧乙基壳聚糖；

(3)对硝酸银进行还原反应，获得银纳米粒子；

(4)将醛基玛咖多糖溶于水中，配制成醛基玛咖多糖水溶液；将N-羧乙基壳聚糖溶于水中，配制成N-羧乙基壳聚糖水溶液并将步骤(3)的银纳米粒子加入其中，得到含银纳米粒子的N-羧乙基壳聚糖水溶液；

(5)将醛基玛咖多糖水溶液与含银纳米粒子的N-羧乙基壳聚糖水溶液混合，静置5-10min，醛基玛咖多糖的醛基和N-羧乙基壳聚糖的氨基发生席夫碱反应，胶凝形成，制得含银纳米粒的玛咖多糖-壳聚糖水凝胶。

步骤(1)中所述氧化反应为高选择性氧化剂高碘酸钠氧化玛咖多糖中的羟基，生成醛基玛咖多糖，氧化反应具体步骤如下：

(1)将0.5-1.5g玛咖多糖溶于50mL水中，配制成玛咖多糖水溶液；