多功能壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用

专利2026-02-17  11


本发明涉及生物医用材料,具体涉及一种多功能壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用。


背景技术:

1、皮肤是人体最大的器官,起着屏障保护的作用,同时也是身体防御的第一道防线,很容易受到伤害。往往伴随着皮肤创伤而来的是细菌性的伤口感染,在伤口愈合的过程中,细菌感染会导致伤口部位活性氧(ros)的过量产生,严重阻碍了伤口愈合向后续增殖和重塑阶段的转变,导致伤口愈合慢甚至无法愈合。因此,抗菌以及抗氧化是伤口愈合的重要条件。再加上目前抗生素的频繁使用导致耐药菌的产生,迫切需要新型的非抗生素的多功能生物材料。水凝胶因其生物相容性好、能提供湿润环境促进伤口修复、防止细菌进一步感染、可塑性强等优点受到了广泛关注。光热疗法(ptt)是一种利用光热剂将光能转化为热能的新型抗菌策略。与传统的抗生素疗法相比,它具有广谱抗菌性、靶向选择性、深层组织/生物膜穿透、远程可控性、快速有效性和副作用较少等优点。但是具备以上条件的光热水凝胶通常制备繁琐,周期较长且材料来源不易。


技术实现思路

1、为了解决现有技术存在不足,本发明提供一种多功能壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用,通过壳聚糖及其衍生物和醛基多酚为材料制备该水凝胶,通过席夫碱以及多酚自聚合形成水凝胶,具有自修复/可注射等性能,利用多酚自聚合产物的光热升温效应来灭杀细菌,且醛基多酚上带有多个酚羟基,起到了清除ros的能力,通过体外实验和动物实验评估其作为细菌感染创面新型伤口敷料的可行性,这种集成自修复、可注射、光热抗菌、抗氧化等功能的成本低廉、制备简易的水凝胶为治疗感染创面提供了新思路。

2、本发明采用的技术解决方案是:一种多功能壳聚糖基水凝胶,所述的多功能壳聚糖基水凝胶为壳聚糖及其衍生物和醛基多酚通过席夫碱键和多酚自聚合形成水凝胶,所述的醛基多酚上的醛基和壳聚糖及其衍生物上的氨基的物质的量比为0.5-3:10。

3、所述的醛基多酚上的醛基和壳聚糖及其衍生物上的氨基的物质的量比为2:10。

4、所述的壳聚糖及其衍生物包括羧甲基壳聚糖、季铵化壳聚糖和羟乙基壳聚糖等中的一种或几种。

5、所述的醛基多酚包括2,3,4-三羟基苯甲醛、2,4,5-三羟基苯甲醛和3,4,5-三羟基苯甲醛等中的一种或几种。

6、所述的多功能壳聚糖基水凝胶为羧甲基壳聚糖和3,4,5-三羟基苯甲醛通过席夫碱键和多酚自聚合形成水凝胶。

7、一种多功能壳聚糖基水凝胶的制备方法,包括以下步骤:称取壳聚糖及其衍生物于瓶中,加入pbs溶液磁力搅拌后溶解,称取醛基多酚加入上述瓶中,搅拌使其自聚合形成水凝胶。

8、一种多功能壳聚糖基水凝胶在制备细菌感染创面新型伤口敷料上的应用。

9、所述的细菌感染创面新型伤口敷料中醛基多酚上的醛基和壳聚糖及其衍生物上的氨基的物质的量比为2:10。

10、所述的细菌感染创面新型伤口敷料在808 nm近红外激光照射下产生光热转化效应。

11、本发明的有益效果是:本发明提供了一种多功能壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用,具有自修复、可注射、光热抗菌、抗氧化功能的多功能伤口修复水凝胶,仅使用壳聚糖及其衍生物和醛基多酚为材料制备该水凝胶,通过席夫碱以及多酚自聚合形成水凝胶。利用光热升温来灭杀细菌,且醛基多酚上带有多个酚羟基,起到了清除ros的能力,通过体外实验和动物实验评估其作为细菌感染创面新型伤口敷料的可行性,在细胞、血液和动物组织层次证实该水凝胶具有良好的细胞相容性和体内生物安全性。在细菌感染的全层皮肤损伤模型中,也显示出优异的抗菌和促修复性能,这种集成光热抗菌、抗氧化等功能的成本低廉、制备简易的水凝胶为治疗感染创面提供了新思路。



技术特征:

1.一种多功能壳聚糖基水凝胶,其特征在于,所述的多功能壳聚糖基水凝胶为壳聚糖及其衍生物和醛基多酚通过席夫碱键和多酚自聚合形成水凝胶,所述的醛基多酚上的醛基和壳聚糖及其衍生物上的氨基的物质的量比为0.5-3:10。

2.根据权利要求1所述的多功能壳聚糖基水凝胶,其特征在于,所述的醛基多酚上的醛基和壳聚糖及其衍生物上的氨基的物质的量比为2:10。

3.根据权利要求1所述的多功能壳聚糖基水凝胶,其特征在于,所述的壳聚糖及其衍生物包括羧甲基壳聚糖、季铵化壳聚糖和羟乙基壳聚糖中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的多功能壳聚糖基水凝胶,其特征在于,所述的醛基多酚包括2,3,4-三羟基苯甲醛、2,4,5-三羟基苯甲醛和3,4,5-三羟基苯甲醛中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的多功能壳聚糖基水凝胶,其特征在于,所述的双多功能壳聚糖基水凝胶为羧甲基壳聚糖和3,4,5-三羟基苯甲醛通过席夫碱键和多酚自聚合形成水凝胶。

6.一种权利要求1所述的多功能壳聚糖基水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:称取壳聚糖及其衍生物于瓶中,加入pbs溶液磁力搅拌后溶解,称取醛基多酚加入上述瓶中,搅拌使其自聚合交联形成水凝胶。

7.一种权利要求1所述的多功能壳聚糖基水凝胶在制备细菌感染创面新型伤口敷料上的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述的细菌感染创面新型伤口敷料中醛基多酚上的醛基和壳聚糖及其衍生物上的氨基的物质的量比为2:10。

9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述的细菌感染创面新型伤口敷料在808nm近红外激光照射下产生光热转化效应。


技术总结
多功能壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用,具有自修复、光热抗菌、抗氧化功能的多功能伤口修复水凝胶,仅使用壳聚糖及其衍生物和醛基多酚为材料制备该水凝胶,通过席夫碱以及多酚自聚合形成水凝胶。得益于动态键交联,该水凝胶具有自修复/可注射等性能,可利用多酚自聚合后的光热转化升温效应来灭杀细菌,且醛基多酚上带有多个酚羟基,起到了抗氧化的能力,通过体外实验和动物实验评估其作为细菌感染创面新型伤口敷料的可行性,在细胞、血液和动物组织层次证实该水凝胶具有良好的细胞相容性和体内生物安全性。在细菌感染的全层皮肤损伤模型中,也显示出优异的抗菌和促修复性能,这种集成光热抗菌、抗氧化等功能的成本低廉、制备简易的水凝胶为治疗感染创面提供了新思路。

技术研发人员:陈杨军,南开辉,张全越
受保护的技术使用者:温州医科大学附属眼视光医院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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