CN105251045B - 一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶及其制备方法，组分及重量份为，岩藻多糖0.01‑0.3份，含钙海藻酸钠1‑5份。制备方法包括A、将岩藻多糖加入到纯化水中，搅拌至完全溶解得到岩藻多糖水溶液，去除气泡；B、将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，去除气泡；C、将步骤A中的岩藻多糖水溶液边搅拌边加入到步骤B中的悬浮液中，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的水凝胶；进行高温高压灭菌，得到本发明的生物医用水凝胶。本发明将岩藻多糖添加到藻酸盐水凝胶中，加强了水凝胶抗菌消炎促愈合的能力。

Description

一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶及其制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种由含钙海藻酸钠及岩藻多糖制备生物医用水凝胶材料的生产方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对于伤口护理的要求越来越高，研究者开始追求具有使用感受舒适、高生物相容性、抑菌消炎促愈合、预防疤痕形成、适用性广等优点的新型敷料。同时随着湿润环境可以促进伤口愈合的“湿润愈合”理论逐渐被人们接受，越来越多的吸湿保湿类伤口护理产品如雨后春笋般出现。

在生物医学领域，水凝胶是一类具有较大开发潜力的材料。水凝胶类似于生命组织材料，在与血液、体液及人体组织相接触时，表现出良好的生物相容性，比其它任何合成生物材料都接近活体组织。由于钠离子的毒性低并且在人体中大量存在，食品和医药行业使用的海藻酸盐一般为水溶性的海藻酸钠。水溶性的海藻酸钠在和多价阳离子(镁离子除外)反应后在大分子间形成交联键，当多价阳离子含量增加，海藻酸盐溶液变黏稠，最终形成凝胶。钙离子是最常用的胶凝剂，且对人体无害。海藻酸盐因其成胶特性，具备制备藻酸盐水凝胶的条件，作为纯天然生物材料，比人工材料水凝胶有更好的生物相容性。由于藻酸盐水凝胶含水量丰富，应用于伤口可以保持伤口处于湿润环境中，符合“湿润愈合”理论，可以促进伤口愈合。相比传统护理材料，藻酸盐水凝胶具有优异的保湿性，可维持创面湿润，避免结痂留疤，促进愈合；凝胶透明，便于观察伤口愈合情况；凝胶内可以包埋药物，缓慢释放，促进愈合；凝胶不与伤口作用，不粘连伤口。

作为一种水溶性海洋多糖膳食纤维，岩藻多糖富含L-岩藻糖及硫酸酯基团，具有调节免疫、抗血栓、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、调节血脂、抗辐射等多方面的活性。最新研究显示其应用于伤口护理具有促进伤口愈合的功能。将岩藻多糖添加到藻酸盐水凝胶中，加强了水凝胶的促愈合能力。

发明内容

本发明公开了一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶及其制备方法，通过本发明得到的水凝胶材料生物相容性高，具有不粘连伤口，促愈合的显著效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现。一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶，其组分及重量份为，岩藻多糖0.01-0.3份，含钙海藻酸钠1-5份。

进一步的，所述含钙海藻酸钠中含钙量为1.0％-3.0％，为质量分数，所述含钙海藻酸钠1％粘度为100-2000mPa·s。

本发明的一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

A、将岩藻多糖加入到纯化水中，搅拌至完全溶解得到岩藻多糖水溶液，去除气泡；

B、将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，去除气泡；

C、将步骤A中的岩藻多糖水溶液边搅拌边加入到步骤B中的悬浮液中，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的水凝胶；进行高温高压灭菌，得到本发明的生物医用水凝胶。

进一步的，所述步骤A中岩藻多糖与纯化水的质量比为0.01-0.3：70-100，优选为0.01-0.3：90。

进一步的，所述步骤B中含钙海藻酸钠与丙二醇的质量比为1-5：10-30，优选为1-5：15。

进一步的，所述步骤C中加入过程的搅拌速度是300-800rpm，完全加入后的搅拌速度是800-1200rpm。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明公开了一种添加岩藻多糖的医用海藻酸钠水凝胶材料及其制备方法，原料为含一定量钙离子的海藻酸钠，与岩藻多糖水溶液、丙二醇混合搅拌后，因自身含有钙离子，无需添加外来钙源即可快速形成均一稳定的水凝胶，最后采用高温高压灭菌。本发明对促进伤口愈合、防止伤口感染或结痂效果显著。岩藻多糖含有多重生物活性，具有促进伤口愈合的能力。海藻酸盐因其成胶特性，具备制备藻酸盐水凝胶的条件，作为纯天然生物材料，比人工材料水凝胶有更好的生物相容性。含岩藻多糖海藻酸盐水凝胶采用天然生物材料，生物相容性高，具有不粘连，抑菌，促愈合的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明所提到的比例、“份”，如果没有特别的标记，均以重量为准。

一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶，其组分及重量份为，岩藻多糖0.01-0.3份，含钙海藻酸钠1-5份；所述含钙海藻酸钠中钙离子的质量含量为1.0％-3.0％，所述含钙海藻酸钠1％粘度为100-2000mPa·s。

一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

A、将岩藻多糖加入到纯化水中，搅拌至完全溶解得到岩藻多糖水溶液，超声波1-2min去除气泡；所述岩藻多糖与纯化水的质量比为0.01-0.3：70-100，优选为0.01-0.3:90。

B、将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，超声波1-2min去除气泡；所述含钙海藻酸钠与丙二醇的质量比为1-5：10-30，优选为1-5:15，进一步的优选为2.5:15。

C、将步骤A中的岩藻多糖水溶液边搅拌边加入到步骤B中的悬浮液中，加入过程中搅拌速度不宜过快，搅拌速度为300-800rpm，完全加入后凝胶开始形成，溶液粘度上升，需要加大搅拌速度至800-1200rpm至形成均匀的水凝胶；

D、对上述水凝胶进行高温高压灭菌15-30min，温度为121℃，压力为1.05kg/cm2

本发明制备的水凝胶材料为无定型水凝胶，是一种具有一定流动性的黏稠的胶体材料，可广泛应用于多种伤口，尤其适用于填充洞穴伤口或用于创面形状不平整的伤口上。

本发明公开的添加岩藻多糖的医用海藻酸盐水凝胶材料结合了岩藻多糖和海藻酸盐两种天然海藻提取物。海藻酸盐与钙离子交联易形成凝胶，已应用于医用敷料、组织工程、药物缓释等方面。岩藻多糖具有调节免疫、抗血栓、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、调节血脂、抗辐射等多方面的活性；最新研究显示其应用于伤口护理具有促进伤口愈合的功能。岩藻多糖添加到海藻酸盐水凝胶中，二者相互配合增强了其促进伤口愈合、抑菌消炎的能力。

本发明制备的水凝胶材料含有海藻酸盐、岩藻多糖、丙二醇，这些物质均具有亲水性，具有吸湿保湿性，可以结合大量水分，应用于高渗出液的伤口具有一定的渗出液吸收能力，应用于干燥伤口时会释放水凝胶自身水分保持伤口湿润，提供一个湿润环境，促进伤口愈合。水凝胶水分缓慢蒸发，吸收热量，给使用者凉爽舒适的感受，减轻病人病痛。

本发明公开的添加岩藻多糖的医用海藻酸钠水凝胶材料制备方法原理为海藻酸盐与钙离子在岩藻多糖溶液环境中交联，最终形成含岩藻多糖的海藻酸盐水凝胶材料。制备方法工艺简单，对设备没有过高要求，易于实现产业化。

实施例1

本实施例水凝胶材料制备方法包括如下步骤：

A、称取岩藻多糖0.01g，称取纯化水70g，将岩藻多糖加入纯化水中，搅拌至完全溶解，超声波1-2min去除气泡；

B、称取丙二醇10g，称取含钙海藻酸钠1g，将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，超声波1-2min去除气泡；

C、将步骤A中的岩藻多糖溶液加入到步骤B中的悬浮液中，边搅拌边加入，加入过程中搅拌速度不宜过快，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的凝胶；

D、将上述搅拌均匀的水凝胶121℃高温高压灭菌20min。

实施例2

本实施例水凝胶材料制备方法包括如下步骤：

A、称取岩藻多糖0.05g，称取纯化水90g，将岩藻多糖加入纯化水中，搅拌至完全溶解，超声波1-2min去除气泡；

B、称取丙二醇15g，称取含钙海藻酸钠2.5g，将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，超声波1-2min去除气泡；

C、将步骤A中的岩藻多糖溶液加入到步骤B中的悬浮液中，边搅拌边加入，加入过程中搅拌速度不宜过快，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的凝胶；

D、将上述搅拌均匀的水凝胶121℃高温高压灭菌20min。

实施例3

本实施例水凝胶材料的加工工艺包括如下步骤：

A、称取岩藻多糖0.1g，称取纯化水93g，将岩藻多糖加入纯化水中，搅拌至完全溶解，超声波1-2min去除气泡；

B、称取丙二醇16g，称取含钙海藻酸钠2.4g，将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，超声波1-2min去除气泡；

C、将步骤A中的岩藻多糖溶液加入到步骤B中的悬浮液中，边搅拌边加入，加入过程中搅拌速度不宜过快，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的凝胶；

D、将上述搅拌均匀的水凝胶121℃高温高压灭菌20min。

实施例4

本实施例水凝胶材料的加工工艺包括如下步骤：

A、称取岩藻多糖0.15g，称取纯化水96g，将岩藻多糖加入纯化水中，搅拌至完全溶解，超声波1-2min去除气泡；

B、称取丙二醇18g，称取含钙海藻酸钠2.7g，将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，超声波1-2min去除气泡；

C、将步骤A中的岩藻多糖溶液加入到步骤B中的悬浮液中，边搅拌边加入，加入过程中搅拌速度不宜过快，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的凝胶；

D、将上述搅拌均匀的水凝胶121℃高温高压灭菌20min。

实施例5

本实施例水凝胶材料制备方法包括如下步骤：

A、称取岩藻多糖0.3g，称取纯化水100g，将岩藻多糖加入纯化水中，搅拌至完全溶解，超声波1-2min去除气泡；

B、称取丙二醇30，称取含钙海藻酸钠5g，将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，超声波1-2min去除气泡；

C、将步骤A中的岩藻多糖溶液加入到步骤B中的悬浮液中，边搅拌边加入，加入过程中搅拌速度不宜过快，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的凝胶；

D、将上述搅拌均匀的水凝胶121℃高温高压灭菌20min。

将实施例1-5所得水凝胶材料进行性能测试，检测其pH值，凝胶粘度，并利用不同浓度明胶(20％、25％、30％、35％)测试其吸湿给湿性。

(1)pH的测定：取5g水凝胶样品，放于小烧杯中，加入20ml去离子水在37℃下放置24h，然后根据国标pH值的测定玻璃电极法(GB T 6920-86)测定。

(2)粘度：采用数显旋转粘度计测定，结果如下表所示。

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						灭菌前粘度	74500	89400	90588	88941	126749
灭菌后粘度	42720	51760	55294	56900	83842
						灭菌前pH	7.43	7.41	7.46	7.40	7.38
灭菌后pH	7.31	7.20	7.34	7.29	7.35

粘度下降程度分别为42.6％、42.1％、38.9％、36％、33.8％；

PH略有下降。

(3)吸湿给湿性：配制不同浓度明胶(20％、25％、30％、35％)，60℃水浴溶解后倒在90mm培养皿中冷却凝固。测试时在上面先放一张尼龙网，称取5g水凝胶样品，均匀摊开放于尼龙网上，然后将培养皿封闭，20-22℃下放置48h，测试灭菌前后凝胶的重量增加量，结果如下表所示，凝胶重量增加表示凝胶吸水，重量减少表示凝胶失水。

表中数据为凝胶重量增加量，20％的明胶水分较高，代表湿润的伤口，35％的明胶代表了干燥的皮肤。由表可见，各样品灭菌后给湿性增加，吸湿性降低，在低浓度明胶上主要表现出吸湿性，在高浓度明胶上主要表现出给湿性。

以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶，其特征在于，其组分及重量份为，岩藻多糖0.01-0.3份，含钙海藻酸钠1-5份；所述含钙海藻酸钠中含钙量为1.0%-3.0%，为质量分数，所述含钙海藻酸钠1%粘度为100-2000mPa·s；

其制备方法，包括如下步骤：

A、将岩藻多糖加入到纯化水中，搅拌至完全溶解得到岩藻多糖水溶液，去除气泡，岩藻多糖与纯化水的质量比为0.01-0.3：70-100；

B、将含钙海藻酸钠加入到丙二醇中，搅拌使两者形成混合均匀的悬浮液，去除气泡，含钙海藻酸钠与丙二醇的质量比为1-5：10-30；

C、将步骤A中的岩藻多糖水溶液边搅拌边加入到步骤B中的悬浮液中，搅拌速度是300-800rpm，完全加入后加大搅拌速度至形成均匀的水凝胶，完全加入后的搅拌速度是800-1200rpm；进行高温高压灭菌，得到生物医用水凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤A中岩藻多糖与纯化水的质量比为0.01-0.3：90。

3.根据权利要求1所述的一种含岩藻多糖的生物医用水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤B中含钙海藻酸钠与丙二醇的质量比为1-5：15。