本發(fā)明屬于糖尿病感染創(chuàng)面修復(fù)領(lǐng)域，涉及用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合的水凝膠敷料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、作為糖尿病最常見(jiàn)并發(fā)癥之一，糖尿病足潰瘍（dfu）是世界范圍內(nèi)非創(chuàng)傷性下肢截肢的主要原因。研究顯示，早期預(yù)防和早期治療糖尿病患者皮膚潰瘍可以預(yù)防高達(dá)85%的截肢。dfu發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，多種因素相互作用，使得dfu以按照正常的愈合階段進(jìn)行。局部循環(huán)障礙、氧化應(yīng)激、促炎細(xì)胞因子表達(dá)增加所引起的創(chuàng)面微環(huán)境中的慢性炎癥被認(rèn)為是導(dǎo)致糖尿病創(chuàng)面愈合不良的主要原因。此外。感染會(huì)加劇炎癥反應(yīng)和局部組織損傷，甚至蔓延至深部組織，增加截肢風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致敗血癥。然而，對(duì)患者群體而言，糖尿病足常規(guī)的傳統(tǒng)治療方式存在治療效果單一、治療周期長(zhǎng)、治療費(fèi)用較高等缺陷；長(zhǎng)期或頻繁使用抗生素造成的耐藥性，使治療感染變得更加困難；且多數(shù)患者依從性較差，這給糖尿病足潰瘍的治療帶來(lái)了挑戰(zhàn)。因此，尋求一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、舒適的治療方法，對(duì)于糖尿病足潰瘍?cè)缙谶M(jìn)行干預(yù)，是一種有效的治療策略。

2、近年來(lái)，隨著材料科學(xué)、納米技術(shù)和生物工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)的交叉，使再生醫(yī)學(xué)得到了飛速的發(fā)展。在正常情況下，創(chuàng)面愈合通過(guò)三個(gè)主要的重疊且連續(xù)的階段:?止血和炎癥反應(yīng)期、增殖期和組織重塑期。在復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的創(chuàng)面愈合的過(guò)程中，任何創(chuàng)面微環(huán)境的失調(diào)，或參與愈合的成分的改變都可能導(dǎo)致愈合的失敗。因此，未來(lái)創(chuàng)面治療產(chǎn)品必須具有多種功能，以適應(yīng)創(chuàng)面愈合各個(gè)階段的需求。

3、水凝膠敷料是一種由聚合物交聯(lián)所得的親水性三維網(wǎng)狀高分子材料，因其高含水量，可以為創(chuàng)面愈合提供適宜濕性愈合環(huán)境，降低創(chuàng)面溫度，減輕不適；多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)利于實(shí)現(xiàn)水分氣體的交換，吸收創(chuàng)面滲出物。此外，水凝膠敷料還有一定的機(jī)械強(qiáng)度和組織黏附性，能夠黏附在創(chuàng)面表面，隔絕外界環(huán)境，抑制細(xì)菌滋生，并為負(fù)載細(xì)胞和其他促進(jìn)創(chuàng)面愈合的生物分子提供合適的遞送系統(tǒng)。多巴胺（da）可以在堿性水溶液中氧化自聚，并在多種材料表面形成穩(wěn)定的功能涂層。聚多巴胺（pda）具有極佳的黏附性能，其結(jié)構(gòu)中的酚羥基、醌基，可以捕獲氧自由基從而起到抗氧化作用。傳統(tǒng)水凝膠敷料的抗菌效果主要依賴于水凝膠基質(zhì)中含有的抗生素或其他抗菌物質(zhì)。添加其他抗菌物質(zhì)不僅增加了水凝膠的合成復(fù)雜程度和成本，還可能導(dǎo)致抗菌物質(zhì)釋放不均勻，表現(xiàn)出不一致的抗菌效果。相比之下，負(fù)載固有抗菌特性的水凝膠更具優(yōu)勢(shì)。聚乙烯亞胺（pei）是由乙烯亞胺單體聚合而成的聚合物，其分子結(jié)構(gòu)中含有大量帶正電荷的氨基（nh2），使其具有明顯的陽(yáng)離子性質(zhì)。pei與微生物細(xì)胞膜中的負(fù)電荷成分（如脂多糖、蛋白質(zhì)等）相互作用，可以破壞微生物細(xì)胞膜，從而導(dǎo)致微生物細(xì)胞的死亡。目前利用pda-pei構(gòu)建涂層，用于載體改性，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械抗菌已被報(bào)道。但pda-pei構(gòu)建涂層存在沉積速率慢、涂層穩(wěn)定性不足、生物利用度差、代謝速度快等缺點(diǎn)，限制了其醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合的水凝膠敷料的其制備方法，將聚多巴胺與陽(yáng)離子聚合物如聚乙烯亞胺共聚，將pei-pda共聚物引入甲基丙烯酸酐化明膠（gelma）體系中，利用pei-pda和gelma產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)交聯(lián)，制備兼具良好的機(jī)械性能、組織黏附性和自愈合能力的多功能水凝膠。該水凝膠可以通過(guò)吸附炎癥介質(zhì)、清除創(chuàng)口中的細(xì)菌和過(guò)多的ros，促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合。

2、上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，包括如下步驟：

4、將gelma加入到緩沖溶液中，加熱攪拌至徹底溶解，再冷卻至室溫；

5、先加入pei-pda共聚涂層至溶解后的gelma中，再加入光固化劑，充分混合后再紫外光下固化，得到gelma@pei-pda。

6、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，gelma和緩沖液的質(zhì)量體積比（mg/ml）為1：9-3:9。

7、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，gelma和pei-pda共聚涂層的質(zhì)量體積比（mg/ml）為2：1-5：1。

8、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，溶解后的gelma和pei-pda共聚涂層的體積比為1：100-5：100。

9、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，?2g?gelma加入到9?ml?tris緩沖溶液中，60℃加熱攪拌至徹底溶解，冷卻至室溫時(shí)加入1?mlpei-pda共聚涂層，10μl光固化劑高速振蕩至混合充分,?紫外光下固化1h。

10、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，所述的pei-pda制備方法如下：

11、將鹽酸多巴胺和聚乙烯亞胺加入到ph?為8.5的tris緩沖溶液中，25°c輕微振動(dòng)下反應(yīng)?6?h即獲得pei-pda共聚涂層。

12、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，所述的250?mg鹽酸多巴胺和243?μl聚乙烯亞胺加入557?μl?tris緩沖溶液中。

13、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，所述的gelma制備方法如下：

14、將明膠加入到pbs緩沖溶液中，加熱攪拌直溶解再冷卻至50°c得到明膠溶液，將甲基丙烯酸酐溶液緩慢逐滴加到明膠溶液中，反應(yīng)在50°c下持續(xù)4?h，冷卻至室溫后，裝入分子量為1000的透析袋裝中，4°c下用去離子水透析攪拌透析４天，透析結(jié)束后，將?gelma?在80°c下冷凍至完全結(jié)冰后置于冷凍干燥機(jī)中，凍干處理得到gelma，最終產(chǎn)品貯存在4°c直至使用。

15、作為本發(fā)明更優(yōu)的技術(shù)方案，所述的光固化劑是為1173光誘發(fā)劑（2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）。

16、有益效果是：

17、本發(fā)明中將聚多巴胺（pda）與陽(yáng)離子聚合物如聚乙烯亞胺（pei）共聚，創(chuàng)新性的將pei-pda引入甲基丙烯酸酐化明膠（gelma）體系中，制備兼具良好力學(xué)性能及多種生物學(xué)性質(zhì)的多功能水凝膠。該水凝膠可以通過(guò)吸附炎癥介質(zhì)、清除創(chuàng)口中的細(xì)菌和過(guò)多的ros，促進(jìn)創(chuàng)面愈合。本發(fā)明使用核磁、紫外、電鏡對(duì)該體系的結(jié)構(gòu)和微觀形貌進(jìn)行表征；拉伸實(shí)驗(yàn)、黏附實(shí)驗(yàn)對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)價(jià)；水凝膠敷料的生物相容性通過(guò)溶血實(shí)驗(yàn)、cck-8實(shí)驗(yàn)、活/死細(xì)胞染色進(jìn)行檢測(cè)；抗菌實(shí)驗(yàn)、ros清除實(shí)驗(yàn)對(duì)水凝膠的抗菌、抗氧性能進(jìn)行評(píng)估；最后構(gòu)建糖尿病小鼠mrsa感染的全層皮膚缺損模型，通過(guò)組織病理學(xué)染色、免疫熒光染色等一系列實(shí)驗(yàn)評(píng)估水凝膠治療效果。

技術(shù)特征：

1.一種用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：gelma和緩沖液的質(zhì)量體積比（mg/ml）為1：9-3:9。

3.如權(quán)利要求1所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：gelma和pei-pda共聚涂層的質(zhì)量體積比（mg/ml）為2：1-5：1。

4.如權(quán)利要求1所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：?2g?gelma加入到9?ml?tris緩沖溶液中，60℃加熱攪拌至徹底溶解，冷卻至室溫時(shí)加入1?ml?pei-pda共聚涂層，10μl光固化劑高速振蕩至混合充分,?紫外光下固化1h。

5.如權(quán)利要求1所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：所述的pei-pda制備方法如下：

6.如權(quán)利要求1所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：所述的250?mg鹽酸多巴胺和243?μl聚乙烯亞胺加入557?μl?tris緩沖溶液中。

7.如權(quán)利要求1所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：所述的gelma制備方法如下：

8.如權(quán)利要求1所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法，其特征在于：所述的光固化劑是為1173光誘發(fā)劑（2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）。

9.一種水凝膠敷料，其特征在于：通過(guò)?如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合水凝膠敷料的制備方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的目的是提供一種用于促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合的水凝膠敷料及其制備方法，將聚多巴胺與陽(yáng)離子聚合物如聚乙烯亞胺共聚，將PEI?PDA共聚物引入甲基丙烯酸酐化明膠體系中，利用PEI?PDA和GelMA產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)交聯(lián)，制備兼具良好的機(jī)械性能、組織黏附性和自愈合能力的多功能水凝膠。該水凝膠可以通過(guò)吸附炎癥介質(zhì)、清除創(chuàng)口中的細(xì)菌和過(guò)多的ROS，促進(jìn)糖尿病感染創(chuàng)面愈合。

技術(shù)研發(fā)人員：郭寶鋒,任輝,湯鈞,張靈,史書鑫,金冠甬,楊佳穎,趙孟欣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21