本發(fā)明涉及醫(yī)療輔助，具體涉及一種具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、水凝膠是由天然或合成材料通過(guò)物理或化學(xué)交聯(lián)過(guò)程形成的具有三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的凝膠，聚合物上的親水基團(tuán)及其交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以容納大量的水且在水性介質(zhì)中表現(xiàn)出良好的柔軟性和溶脹性。水凝膠的含水量可達(dá)99％，這使該材料對(duì)人體及富含水的生物環(huán)境非常友好。因此水凝膠在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義，其可作為其他生物醫(yī)學(xué)材料的前體用于治療，如敷料、藥物控制釋放載體、鼻子、面部的修補(bǔ)材料、人工軟骨等；水凝膠已廣泛用于組織工程、藥物遞送、環(huán)境工程、化學(xué)工業(yè)、制藥工程等領(lǐng)域。

2、殼聚糖即脫乙?；讱に?學(xué)名聚氨基葡萄糖,化學(xué)名稱(chēng)為(1,4)聚-2-氨基-2-脫氧-3-d-葡聚糖,是通過(guò)3-1,4-糖苷鍵將n-乙酰-d-氨基葡萄糖單體連接起來(lái)的直鏈狀高分子化合物。殼聚糖是一種在生物體內(nèi)可被吸收的生物可降解材料。大量臨床實(shí)驗(yàn)研究證明，殼聚糖具有無(wú)毒、無(wú)刺激、良好的生物相容性、生物可降解性及不引起過(guò)敏反應(yīng)和感染等特殊功能，且能促進(jìn)正常的纖維蛋白和上皮組織形成。另外，殼聚糖還具有易于成型、成膜、抗凝血、促進(jìn)傷口愈合和防腐抗菌等性能。因而,可被用于人造皮膚、外科手術(shù)縫合線、傷口包扎等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

3、銀(ag)長(zhǎng)期以來(lái)一直在生物醫(yī)療領(lǐng)域被用作抗菌劑。它以其廣譜抗菌活性而聞名，對(duì)許多細(xì)菌、真菌和病毒菌株都有很強(qiáng)的功效，而且?guī)缀鯖](méi)有誘導(dǎo)耐藥性的風(fēng)險(xiǎn)。盡管在過(guò)去十年中已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多銀基納米材料，但銀基抗菌材料仍然存在尚未解決的挑戰(zhàn)：1)不受控制的銀釋放不能確保長(zhǎng)期抗菌功效；2)高濃度的銀會(huì)對(duì)人體有毒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上不足，提供一種具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠及其制備方法。

2、為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1、利用4-炔戊酸對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性得到炔基化殼聚糖；

5、步驟2、將炔基化殼聚糖溶解在去離子水中，后加入硝酸銀溶液，在加熱條件下進(jìn)行攪拌反應(yīng)，隨后在水中進(jìn)行透析得到ag-cs溶液；

6、步驟3、將八臂peg交聯(lián)劑溶液與ag-cs溶液混合后得到預(yù)聚液，將預(yù)聚液放置于生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行成膠后得到水凝膠。

7、進(jìn)一步的，所述步驟2中，ag-cs溶液中ag濃度的濃度為0.1-10mmol/l。

8、進(jìn)一步的，所述步驟3中，ag-cs中功能基-nh2與八臂peg交聯(lián)劑中功能基-cho的摩爾比為2-5:1。

9、進(jìn)一步的，所述步驟3中，反應(yīng)溫度為25-40℃，交聯(lián)時(shí)間為0-30min。

10、進(jìn)一步的，所述步驟3中，水凝膠固含量為5-15％。

11、進(jìn)一步的，所述步驟3中，八臂peg交聯(lián)劑的制備方法包括以下步驟：

12、步驟3.1、將三巰基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行脫水縮合，生成poss-8sh；

13、步驟3.2、在紫外燈照射下，將poss-8sh與烯丙基聚乙二醇混合發(fā)生反應(yīng)，生成poss-peg-oh；

14、步驟3.3、將poss-peg-oh與對(duì)甲?；郊姿峄旌习l(fā)生酯化反應(yīng)，將peg的oh端修飾為cho，得到八臂peg交聯(lián)劑poss-peg-cho。

15、具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠，由上述方法制備得到。

16、本發(fā)明的有益效果為：

17、本發(fā)明通過(guò)殼聚糖的還原和負(fù)載作用，通過(guò)炔基銀可逆轉(zhuǎn)換和殼聚糖的高分子網(wǎng)絡(luò)延緩銀的釋放，使其可控，炔基殼聚糖將銀離子還原為銀納米粒子和炔基銀后負(fù)載入水凝膠中，利用炔基銀的循環(huán)可逆反應(yīng)和水凝膠的三維多孔結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)7天的有效銀釋放效果，因此可以很好地應(yīng)用于納米醫(yī)療領(lǐng)域。本發(fā)明利用殼聚糖的還原性、炔基銀的可逆轉(zhuǎn)換和銀的強(qiáng)效抗菌性等特性制備得到一種具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠，通過(guò)席夫堿形成的交聯(lián)體系使水凝膠具有自愈合、可注射功能，可適應(yīng)不同傷口場(chǎng)景和形狀的能力。本發(fā)明提供的殼聚糖水凝膠具有孔洞結(jié)構(gòu)均一、成膠快、力學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的銀緩釋效果，并對(duì)常見(jiàn)細(xì)菌具有強(qiáng)效抗菌效果。

18、下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟2中，ag-cs溶液中ag濃度的濃度為0.1-10mmol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，ag-cs中功能基-nh2與八臂peg交聯(lián)劑中功能基-cho的摩爾比為2-5:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，反應(yīng)溫度為25-40℃，交聯(lián)時(shí)間為0-30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，水凝膠固含量為5-15％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，八臂peg交聯(lián)劑的制備方法包括以下步驟：

7.具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠，其特征在于，由權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠及其制備方法。本發(fā)明的制備方法具體為：將殼聚糖使用4?炔戊酸改性制備了炔基化殼聚糖(CC?CS)，并利用殼聚糖的還原作用和炔基銀反應(yīng)將硝酸銀還原為銀納米粒子(AgNPs)和炔基銀(C≡CAg)得到負(fù)載銀的殼聚糖(Ag?CS)。通過(guò)Ag?CS和交聯(lián)劑POSS?PEG?CHO的Schiff堿反應(yīng)，制備了一種具有強(qiáng)效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠。本發(fā)明提供的殼聚糖水凝膠具有孔洞結(jié)構(gòu)均一、銀緩釋和強(qiáng)效抗菌等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：周建良,盧翠芬,何穎杰,余衛(wèi)東,王霜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢大學(xué)中南醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6