本發(fā)明屬于醫(yī)療器械，尤其涉及一種抗菌水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、傷口愈合是一個復(fù)雜的生理過程，由于傷口嚴重細菌感染導(dǎo)致的慢性傷口往往不能順利的完成，需要長期的治療，給患者帶來極大生理和心理痛苦。傷口感染是一個棘手的全球性問題，它可能導(dǎo)致危及生命的并發(fā)癥，誘發(fā)慢性炎癥，導(dǎo)致創(chuàng)傷修復(fù)受損。創(chuàng)傷修復(fù)的治療對縮短恢復(fù)時間、減少患者痛苦和預(yù)防并發(fā)癥至關(guān)重要。當前，抗生素仍是臨床預(yù)防和治療創(chuàng)傷感染的首選。然而，抗生素的濫用容易導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生耐藥性，并且會使其對藥物的耐受性不斷增強，最終導(dǎo)致了“超級細菌”的產(chǎn)生。因此，非常有必要尋找新的抗菌劑和聚合物材料來代替抗生素。

2、隨著臨床需求的不斷深化和細化，創(chuàng)傷敷料逐漸從單一的傷口覆蓋隔離的作用轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸喙δ芑Ч?，其中水凝膠成為傷口敷料中最具競爭力的候選材料，尤其是具有自愈合性能的天然多糖基抗菌水凝膠，有望在臨床獲得更廣泛的應(yīng)用。然而，其中天然多糖甲殼素及殼聚糖基自愈合水凝膠在制備過程常常采用戊二醛等有毒交聯(lián)劑，這類交聯(lián)劑有一定的細胞毒性，限制了其在生物醫(yī)用材料上的應(yīng)用。

3、因此，如何提供一種無毒、應(yīng)用范圍廣的抗菌水凝膠是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種抗菌水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、一種抗菌水凝膠，包括以下重量份數(shù)的原料：

4、殼聚糖1~4份、n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸1.5~3.5份、抗菌肽0.2~0.6份和d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯0.04~0.06份。

5、優(yōu)選的，包括以下重量份數(shù)的原料：

6、殼聚糖2份、n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸2.5份、抗菌肽0.4份和d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯0.05份。

7、優(yōu)選的，所述殼聚糖的脫乙酰度395%。

8、優(yōu)選的，所述抗菌肽的氨基酸序列為kvlrvrklirig。

9、一種抗菌水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

10、將n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的活化溶液加入到殼聚糖溶液中，攪拌后透析、冷凍干燥，得到n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖；

11、向所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖的水溶液中依次加入抗菌肽，和d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯水溶液，混合均勻后靜置成凝膠狀態(tài)，得到抗菌水凝膠。

12、有益效果：本發(fā)明首先增強了殼聚糖的水溶性，在后續(xù)的工藝中，避免采用酸性溶劑溶解殼聚糖，避免了水凝膠作為醫(yī)療產(chǎn)品在應(yīng)用中對創(chuàng)傷組織的刺激性；其次，n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的引入，提高了殼聚糖的抗菌活性，與抗菌肽發(fā)揮協(xié)同抗菌作用；最后，n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖含有更多的端羥基，在抗菌肽的包裹過程中，通過氫鍵作用，充當連接體，使抗菌肽穩(wěn)定性增加，提高生物利用度，發(fā)揮持久抗菌效果。

13、優(yōu)選的，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的活化溶液為n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸溶解在95%乙醇溶液中后，加入活化劑并攪拌均勻得到，且其中n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的濃度為0.4-0.8mol/l。

14、優(yōu)選的，所述活化劑包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺，且所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺的摩爾比為1:2:3。

15、優(yōu)選的，所述殼聚糖溶液為殼聚糖溶解在醋酸水溶液中得到，且醋酸水溶液中醋酸的質(zhì)量分數(shù)為0.5%-1.5%，殼聚糖的質(zhì)量分數(shù)為1%~4%；

16、所述95%乙醇溶液的體積為醋酸水溶液體積的20%~30%。

17、優(yōu)選的，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖水溶液的質(zhì)量分數(shù)為1%~3%，且ph為5；

18、所述d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯水溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.5%~1.5%。

19、有益效果：本發(fā)明利用安全無毒的d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯充當交聯(lián)劑。由于d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯結(jié)構(gòu)中的醛基可與殼聚糖及抗菌肽中的氨基發(fā)生席夫堿（schiff?base）反應(yīng)，生成一種動態(tài)的、可逆的共價鍵結(jié)構(gòu)（亞胺結(jié)構(gòu)）；同時，d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯結(jié)構(gòu)中的羧基可分別與殼聚糖及抗菌肽中的質(zhì)子化氨基產(chǎn)生靜電作用，與殼聚糖及抗菌肽中的羥基產(chǎn)生氫鍵作用。因此，d-葡萄糖醛酸內(nèi)酯促進殼聚糖和抗菌肽產(chǎn)生穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)，形成具有優(yōu)異自愈合性能的抗菌水凝膠，降低了作為植入材料在機體組織內(nèi)破裂從而導(dǎo)致并發(fā)癥的可能性；水凝膠的這種自愈性能有助于延長材料使用壽命，恢復(fù)和保存其原始特性。同時，該抗菌水凝膠在抗菌肽實現(xiàn)控制釋放、提高治療效率、降低副作用方面展現(xiàn)卓越優(yōu)勢。

20、一種抗菌水凝膠在醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料的制備中的應(yīng)用。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：

22、本發(fā)明首先利用活化劑1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺將n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的羧基活化，通過酰胺化反應(yīng)將n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸引入到殼聚糖分子鏈上，得到n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖。本發(fā)明以天然來源多糖甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物殼聚糖為基體材料，引入抗菌肽作為抗菌劑制備得到抗菌水凝膠，能夠充分發(fā)揮殼聚糖和抗菌肽的協(xié)同抗菌作用，具有強效抗菌效果，同時本發(fā)明所得抗菌水凝膠具有優(yōu)越的自愈合特性以及良好的生物相容性，在制備醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。且本發(fā)明制備工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種抗菌水凝膠，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌水凝膠，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌水凝膠，其特征在于，所述殼聚糖的脫乙酰度395%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌水凝膠，其特征在于，所述抗菌肽的氨基酸序列為kvlrvrklirig。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的活化溶液為n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸溶解在95%乙醇溶液中后，加入活化劑并攪拌均勻得到，且其中n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸的濃度為0.4-0.8mol/l；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述活化劑包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺，且所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺的摩爾比為1:2:3。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述95%乙醇溶液的體積為醋酸水溶液體積的20%~30%。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗菌水凝膠的制備方法，其特征在于，所述n,n-雙（2-羥乙基）甘氨酸-g-殼聚糖水溶液的質(zhì)量分數(shù)為1%~3%，且ph為5；

10.如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種抗菌水凝膠在醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料的制備中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗菌水凝膠及其制備方法與應(yīng)用，屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，包括以下原料：殼聚糖、N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸、抗菌肽和D?葡萄糖醛酸內(nèi)酯。其制備方法包括以下步驟：將N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸的活化溶液加入到殼聚糖溶液中，攪拌后透析、冷凍干燥，得到N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸?g?殼聚糖；向所述N,N?雙（2?羥乙基）甘氨酸?g?殼聚糖的水溶液中依次加入抗菌肽，和D?葡萄糖醛酸內(nèi)酯水溶液，混合均勻后靜置成凝膠狀態(tài)，得到抗菌水凝膠。本發(fā)明所得抗菌水凝膠具有優(yōu)越的自愈合特性以及良好的生物相容性，在制備醫(yī)用抗菌、創(chuàng)傷修復(fù)材料領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：胡章,董鴻睿,李樂凡,程瑜,廖銘能
受保護的技術(shù)使用者：廣東海洋大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19