一種ε-聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸抗菌水凝膠敷料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸水凝膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人們?cè)谌粘Ｉ詈凸ぷ髦性斐扇梭w皮膚的各種損傷是不可避免的。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，1990年全球各種創(chuàng)傷致死人數(shù)約510萬人，預(yù)計(jì)2020年會(huì)增至840萬人。據(jù)國(guó)家衛(wèi)生部統(tǒng)計(jì)，2005年創(chuàng)傷在我國(guó)城市和農(nóng)村中均為第5位死因，占總死亡人數(shù)的6.17%。因此，創(chuàng)傷是一類不可忽視的疾病。創(chuàng)傷敷料是能夠起到暫時(shí)保護(hù)傷口、防止污染、促進(jìn)愈合的醫(yī)用材料，使用創(chuàng)傷敷料是進(jìn)行創(chuàng)傷治療的有效手段之一。
[0003]理想的敷料應(yīng)該具有可吸收傷口滲出液、保持傷口接觸面的溫度及濕度、良好的透氣性、抗菌消炎等優(yōu)點(diǎn)。水凝膠敷料較為接近理想敷料的要求。因?yàn)樗z是由親水性高分子化合物通過共價(jià)鍵、離子鍵或氫鍵等交聯(lián)得到的一種含有大量水分、具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的溶脹體，具備一定的抗壓強(qiáng)度，且能夠?yàn)閭谔峁駶?rùn)的環(huán)境，與生物組織有較好的相容性，因而在藥物控釋、組織工程支架、創(chuàng)傷敷料等生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域受到極大的關(guān)注，有著極為良好的應(yīng)用前景。
[0004]雖然濕潤(rùn)環(huán)境有助于細(xì)胞生長(zhǎng)，促進(jìn)傷口的愈合，但同時(shí)也有利于有害微生物的滋長(zhǎng)，因此，功能性敷料的抗有害微生物感染特性就顯得尤為重要。有許多研宄報(bào)道了通過浸漬、涂層和化學(xué)或物理改性等方法來改善敷料的抗有害微生物性能。如Radhakumary等以聚N—異丙基丙烯酰胺(NIPPA)改性的殼聚糖為載體，混入環(huán)丙沙星，制備了具有抗菌性能和藥物緩釋作用的溫敏性凝膠敷料。銀系抗菌敷料也多被報(bào)道，銀具有高效的抗菌性，它可通過浸漬、共混等方法，賦予敷料抗菌或抑菌功能，減輕創(chuàng)面感染，促進(jìn)傷口愈合。中國(guó)發(fā)明專利CN102218155A中公開了一種納米銀功能性水膠體醫(yī)用敷料的制備方法，是將納米銀粉體加入到高分子熔體中，但納米銀團(tuán)聚嚴(yán)重，影響抗菌性能。中國(guó)發(fā)明專利CN102266583A中公開了一種納米銀濕態(tài)敷料的制備方法，將改性細(xì)菌纖維素浸漬在硝酸鹽溶液中，得到含選擇性負(fù)載銀離子的細(xì)菌纖維素，但形成的敷料在應(yīng)用的過程中隨著銀離子的流失，抗菌效果隨之減弱。另外，也有采用抗生素，例如慶大霉素、三氯生、苯扎氯胺等，添加到敷料中起抗菌作用的報(bào)道。
[0005]然而，目前報(bào)道或應(yīng)用的抗有害微生物醫(yī)用敷料，一方面多數(shù)采用改性甲殼素或納米銀體系，不僅價(jià)格昂貴，而且抗微生物起效慢，效果也并不理想；另一方面，很多采用有機(jī)小分子抗菌劑，例如鄰羥基環(huán)戊烯二酮等，季銨鹽、季雙胍類抗菌劑等，具有殺菌快、抗菌范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但是將抗菌劑簡(jiǎn)單地采用共混或浸漬的方法加入敷料中，滲出的抗菌劑不僅可能會(huì)危害人體健康，而且長(zhǎng)期使用還會(huì)導(dǎo)致耐藥性病原菌的形成，從而大大降低藥物的抗感染能力。
[0006]ε -聚賴氨酸(EPL)是一種由微生物合成的聚合度為25_35的L-賴氨酸同型聚合物，具有廣譜抗菌(對(duì)革蘭陰性菌、革蘭陽性菌、真菌及部分病毒等均有抗菌作用)、安全無毒、水溶性好及熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于食品防腐領(lǐng)域，由于其結(jié)構(gòu)富含陽離子氨基，本身具備抗菌能力，不需另外添加小分子抗菌藥物，且便于修飾改性，是制備抗菌材料的理想選擇。
[0007]水凝膠的制備方法主要有化學(xué)法、輻射法等。化學(xué)法制備水凝膠過程中需要加入一定量的交聯(lián)劑，是制備水凝膠較為常用的方法，生成的水凝膠性質(zhì)受交聯(lián)單體、交聯(lián)劑及反應(yīng)條件的影響，且這些單體和交聯(lián)劑往往具有毒性，會(huì)導(dǎo)致材料的生物相容性差。輻射法通過高能輻射引發(fā)交聯(lián)制得水凝膠，其過程不需添加化學(xué)交聯(lián)劑和引發(fā)劑等，產(chǎn)品純凈，且可在室溫下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，可以通過控制輻射劑量等控制產(chǎn)品性能，同時(shí)凝膠形成與消毒可同步進(jìn)行。但是輻射法制備的水凝膠一般情況下機(jī)械強(qiáng)度較小，對(duì)設(shè)備要求很高，使用的廣泛性受到限制。
[0008]綜上，抗菌創(chuàng)傷水凝膠敷料在抗菌材料和水凝膠的制備方法均存在著各種方面的不足，或生物相容性差，或抗菌性差等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在摒棄在創(chuàng)傷敷料制備過程中加入抗生素、小分子藥物等化學(xué)試劑的傳統(tǒng)工藝，提供一種具有固有抗菌效果的水凝膠敷料，且具有良好的生物相容性和生物降解性。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種聚賴氨酸水凝膠抗菌敷料的制備方法，該方法采用酶原位凝膠的方法制備，用此方法獲得的聚賴氨酸抗菌水凝膠成膠時(shí)間、機(jī)械性能、降解性可控，具有更好的生物相容性。
[0011]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題，采用以下技術(shù)方案:
[0012]一種ε-聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸抗菌水凝膠敷料的制備方法，它包括如下步驟:
[0013](I) ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸共聚物(EPL-HPA)的制備:
[0014](Ia)將對(duì)羥基苯丙酸(HPA)溶解于有機(jī)溶劑和去離子水的共混溶劑中，攪拌混合均勻；
[0015](Ib)向步驟(Ia)得到的混合體系中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，在冰浴條件下活化2?8h ;
[0016](Ic)將去離子水溶解的ε -聚賴氨酸加入到步驟(Ib)活化后的體系中，室溫條件下反應(yīng)10?20h ；
[0017](Id)將步驟(Ic)得到的體系轉(zhuǎn)移至透析袋中，置于去離子水中透析3?7天；
[0018](Ie)將步驟(Id)透析后的純化溶液冷凍干燥得到ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸共聚物；
[0019](2)以PBS緩沖液作為溶劑，在常溫下分別配制A原液和B原液:
[0020]A原液溶質(zhì)為ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸共聚物和辣根過氧化物酶(HRP)；
[0021]B原液溶質(zhì)為ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸共聚物(EPL-HPA共聚物)和過氧化氫(H2O2);
[0022](3)將步驟⑵得到的A原液和B原液分別加入雙頭注射器的AB管中，緩慢推出得到均勻透明的ε-聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸抗菌水凝膠敷料。
[0023]步驟(Ia)中，所述的有機(jī)溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜或乙酸乙醋，優(yōu)選Ν，Ν-二甲基甲酰胺(DMF)。有機(jī)溶劑和去離子水(RO水)的體積比為1:1?5。
[0024]步驟(Ia)中，對(duì)羥基苯丙酸的用量為lg/100mL共混溶劑。
[0025]步驟(Ib)中，1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽與N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾比為3.5?1:1，優(yōu)選1:1 ;1_(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽與對(duì)羥基苯丙酸的摩爾比為5?1:1，優(yōu)選3:1。
[0026]步驟(Ic)中，所述的ε -聚賴氨酸由微生物發(fā)酵法制備得到；分子量為2000?5500道爾頓。
[0027]步驟(Ic)中，ε-聚賴氨酸中的氨基與對(duì)羥基苯丙酸的摩爾比為1:1?5，優(yōu)選1:3。
[0028]步驟(2)中，所述的PBS緩沖液為0.01?0.05mol/L的PBS緩沖液，優(yōu)選0.0lMPBS緩沖液。
[0029]步驟⑵中，A原液中，溶質(zhì)ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸共聚物的濃度為4?20wt%，優(yōu)選10wt% ;溶質(zhì)辣根過氧化物酶的濃度為0.02?0.lmg/mL，優(yōu)選0.05mg/mL ；B原液中，溶質(zhì)ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸共聚物的濃度為4?20wt%，優(yōu)選20wt%;溶質(zhì)過氧化氫濃度為0.04?0.12wt%，優(yōu)選0.12wt%。
[0030]步驟(3)中，A原液和B原液等體積推出混合。
[0031]上述制備方法制備得到的ε -聚賴氨酸-對(duì)羥基苯丙酸抗菌水凝膠敷料也在本發(fā)明的