CN109106977B - 一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料及其制备方法与应用，本发明的制备方法简单、无有机溶剂残留、反应条件温和，同时操作简单、原料成本低。同时实验结果表明所制备的用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料具有优异的温敏、自愈合和可注射性能，并能显著加快糖尿病创面的愈合。

Description

一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料及其制 备方法与应用
技术领域
本发明涉及生物医用材料和再生医学的技术领域，具体涉及一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料及其制备方法与应用。
背景技术
糖尿病慢性创面是临床常见的疾病之一，是糖尿病致残的主要原因。由于糖尿病人机体代谢紊乱、免疫功能受损、神经反应迟钝等原因，糖尿病创面往往难以自行愈合，病程漫长，既给患者带来痛苦，又给其家庭带来沉重的经济负担和护理压力，因此，糖尿病创面的发生与治疗是一个日益严重的社会性问题。对于糖尿病创面，除根据患者情况做一般病因治疗外，鉴于糖尿病患者手术禁忌症多见，对创面进行彻底有效的清创、局部外用药物和敷料等是非常重要的治疗手段，故在做好外科清创和局部用药的基础上，开发合适的外用敷料以减轻患者痛苦、缩短病程，具有重要的临床研究意义和应用前景。
对于创面修复敷料而言，一般需具备保湿、吸湿、通透及抗菌和诱导组织再生等性能。目前临床常用的传统敷料如纱布、棉垫等，对创面有一定的保护作用、吸水性好且价格便宜，但缺点也很明显，如纱布不保湿、易干燥粘附在肉芽组织中、换药疼痛明显且易造成二次损伤；天然敷料如自体皮、异体皮、异种皮等，移植后效果明显，但来源有限，有免疫感染和排斥的风险，且价格昂贵；合成敷料如壳聚糖类、海藻酸类、胶原类敷料等有较好的保湿性和透气性，与天然敷料相比，在其制备过程中可更好地调控其性能，但存在价格也较为昂贵、敷料稳定性差、效果不明显等缺点。
水凝胶类敷料由于具有优异的保湿、透气性和可控的力学性能、良好的生物相容性，可作为优良的药物及生物活性物质的载体，也可更好的模拟皮肤细胞外基质相似的形态结构和组成成分，作为创面组织修复材料具有无可比拟的优势，并具有广阔的应用前景。虽然临床上已出现不少水凝胶伤口敷料，如3M Tegaderm、康惠尔、聚氨酯凝胶等，但其价格相对昂贵，且并未解决创面易感染、愈合速度慢、血管化难等关键问题。因此，开发新型水凝胶类创面修复敷料迫在眉睫。
普鲁兰多糖可降解、具有很好的生物相容性，在生物医学领域具有广泛的应用；普兰尼克F127是一种聚氧乙烯聚丙乙烯三嵌段聚合物（PEO-PPO-PEO），其形成的水凝胶具有温敏特性，易于改性，常用于水凝胶的制备。外泌体（Exosomes, exo）是由细胞分泌的活性囊泡，与靶细胞接触后，外泌体及其富含来源细胞的mRNAs、miRNAs及蛋白等被靶细胞接收并对其功能及信号起到重要的调控作用，同时它也是干细胞对组织起修复作用的重要成分。此外，外泌体具有诸多应用优势，如易于获取、无免疫原性、性能稳定、易于保存等，使其在糖尿病创面的治疗方面有广阔的应用前景。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷及不足。本发明提供了一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料及其制备方法与应用，该制备方法工艺简单，所制得的水凝胶具有优异的自愈合、温敏和可注射性能。
本发明采用的技术解决方案是：一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料的制备方法，由以下步骤制备：
（1）制备醛化普鲁兰多糖(Aldehyde pullulan, APu)：将普鲁兰多糖加入去离子水中，搅拌下使其完全溶解；加入高碘酸钠，室温下搅拌避光反应4小时，之后加入乙二醇终止反应，室温下搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖；
（2）制备F127-PEI聚合物：将聚氧乙烯聚丙乙烯三嵌段聚合物（F127）溶解于二氯甲烷中，加入吡啶和对甲苯磺酰氯（TsCl），室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl，取F127-TsCl溶解于二甲基甲酰胺中，随后加入PEI，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到F127-PEI聚合物；
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3% F127-PEI聚合物溶液，将质量体积比为2.5% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃ 孵育1小时得到FEP水凝胶；
（4）将外泌体加入上述制备的FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到所述的用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
所述的步骤（1）中普鲁兰多糖与高碘酸钠的摩尔比为1:3-1:6。
所述的步骤（2）中F127-Tscl与PEI的摩尔比为1:1~1:3。
所述的步骤（3）中加入的醛化普鲁兰多糖的浓度为2%~6%。
所述的步骤（4）中外泌体与FEP水凝胶的质量体积比（μg/μl）为0.5：100 ~3：100。所制备的水凝胶敷料是先通过静电作用将外泌体结合在阳离子多聚物PEI上，再利用水凝胶的网络结构将其包裹，得到一种可控释外泌体的促进糖尿病创面修复的水凝胶敷料。外泌体（Exosomes, exo）是由细胞分泌的活性囊泡，与靶细胞接触后，外泌体及其富含来源细胞的mRNAs、miRNAs及蛋白等被靶细胞接收并对其功能及信号起到重要的调控作用，同时它也是干细胞对组织起修复作用的重要成分。
一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料，采用上述制备方法制备。
一种自愈合可注射水凝胶敷料在制备糖尿病创面修复的药物或生物活性物质的载体材料上的应用。
本发明原理：本发明先将普鲁兰多糖通过强氧化剂氧化后得到含有醛基的醛化多糖，再将F127接枝对甲苯磺酰氯后可与聚乙烯亚胺阳离子聚合物耦合形成F127-PEI聚合物，随后将APu与F127-PEI聚合物通过席夫碱反应及热致溶胶-凝胶过程形成水凝胶。最后，通过静电作用将外泌体结合在阳离子多聚物上，利用水凝胶的网络结构将其包裹，得到一种可控释外泌体的促进糖尿病创面修复的水凝胶敷料。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料及其制备方法与应用，本发明的制备方法简单、无有机溶剂残留、反应条件温和，同时操作简单、原料成本低。同时实验结果表明所制备的用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料具有优异的温敏、自愈合和可注射性能，并能显著加快糖尿病创面的愈合，所使用的普鲁兰多糖、F127原料可降解、生物相容性好，在生物医学领域应用广泛，且其价格低廉、易于获取，是优异的反应原料，通过强氧化剂对普鲁兰多糖进行氧化，使其带有醛基，能通过席夫碱反应有效地与带有伯胺基团的聚乙烯亚胺反应，形成凝胶聚合物，通过在F127接枝对甲苯磺酰氯，与聚乙烯亚胺通过耦合反应可形成F127-PEI聚合物，减少了PEI的残留，提高了聚合物的生物相容性；通过静电作用将外泌体结合在阳离子多聚物上，利用水凝胶的网络结构将其包裹，得到一种可控释外泌体的水凝胶敷料，所制备的用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料具有优异的温敏、自愈合和可注射性能，并能显著加快糖尿病创面的愈合。
附图说明
图1 本发明制备的水凝胶的合成路线图中制备的APu和F127-PEI合成路线图；
图2 本发明制备的水凝胶的合成路线图中制备的FEP水凝胶的合成路线示意图；
图3 本发明所制备的APu、F127-PEI聚合物、FEP水凝胶的FTIR图谱。其中FEP-1代表实施例1、实施例2和实施例3所制备的FEP水凝胶；
图4本发明所制备的FEP水凝胶的温敏性能。A为水凝胶从4℃到38℃的储存模量（G'）和损耗模量（G''）；B为水凝胶在4、10、25℃时的储存模量（G'）和损耗模量（G''）；
图5 本发明所制备的FEP水凝胶的可注射和自愈合性能图。A为水凝胶的可注射性能图；B为水凝胶敷料的自愈合性能图。
图6本发明所制备的水凝胶敷料中对所负载外泌体的控释结果。
图7本发明所制备的水凝胶敷料对糖尿病全层皮肤缺损创面的修复效果。A为糖尿病创面愈合效果图；B为创面愈合率。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
本发明致力于制备一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料，并能有效地促进糖尿病创面的愈合。普鲁兰多糖具有很好的生物相容性，在生物医学领域具有广泛的应用前景；F127是一种聚氧乙烯聚丙乙烯三嵌段聚合物（PEO-PPO-PEO），其形成的水凝胶具有温敏特性，将其接枝对甲苯磺酰氯后，可与聚乙烯亚胺阳离子聚合物耦合形成F127-PEI聚合物。因此，在本发明中，先将普鲁兰多糖通过高碘酸钠氧化得到含有醛基的多糖，使其能通过席夫碱反应与F127-PEI共聚物形成网络结构，再通过热致溶胶-凝胶法处理得到一种具有自愈合可注射水凝胶，最后通过静电作用将外泌体负载在阳离子聚合物上，并利用水凝胶网络将其包裹其中，进而得到一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
实施例1 水凝胶敷料的制备
（1）制备醛化普鲁兰多糖(APu)：将2 mmol普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，搅拌下使其完全溶解；按两者摩尔比1:5加入10 mmol高碘酸钠，室温下搅拌避光反应5小时。之后加入乙二醇（与高碘酸钠摩尔比2:1）终止反应，搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖（APu）；
（2）制备F127-PEI聚合物：0.5mmol F127溶解于3.5mL二氯甲烷中，加入5mmol吡啶和5mmol对甲苯磺酰氯，室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl。取0.25mmol F127-TsCl溶解于50mL二甲基甲酰氯中，随后加入0.5mmol PEI 1.8k，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到产物F127-PEI聚合物。
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3% F127-PEI聚合物溶液，将质量体积比为2.5% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃ 孵育1小时得到FEP水凝胶。
（4）将1μg外泌体加入上述制备的100μL FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
实施例2水凝胶敷料的制备
（1）制备醛化普鲁兰多糖(APu)：将2 mmol普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，搅拌下使其完全溶解；按两者摩尔比1:5加入10 mmol高碘酸钠，室温下搅拌避光反应5小时。之后加入乙二醇（与高碘酸钠摩尔比2:1）终止反应，搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖（APu）；
（2）制备F127-PEI聚合物：0.5mmol F127溶解于3.5mL二氯甲烷中，加入5mmol吡啶和5mmol对甲苯磺酰氯，室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl。取0.25mmol F127-TsCl溶解于50mL二甲基甲酰氯中，随后加入0.5mmol PEI 1.8k，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到产物F127-PEI聚合物。
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3% F127-PEI聚合物溶液，将质量体积比为3.4% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃ 孵育1小时得到FEP水凝胶。
（4）将1μg外泌体加入上述制备的100μL FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
实施例3 水凝胶敷料的制备
（1）制备醛化普鲁兰多糖(APu)：将2 mmol普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，搅拌下使其完全溶解；按两者摩尔比1:5加入10 mmol高碘酸钠，室温下搅拌避光反应5小时。之后加入乙二醇（与高碘酸钠摩尔比2:1）终止反应，搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖（APu）；
（2）制备F127-PEI聚合物：0.5mmol F127溶解于3.5mL二氯甲烷中，加入5mmol吡啶和5mmol对甲苯磺酰氯，室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl。取0.25mmol F127-TsCl溶解于50mL二甲基甲酰氯中，随后加入0.5mmol PEI 1.8k，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到产物F127-PEI聚合物。
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3% F127-PEI聚合物溶液，将质量体积比为5% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃ 孵育1小时得到FEP水凝胶。
（4）将1μg外泌体加入上述制备的100μL FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
实施例4水凝胶敷料的制备
（1）制备醛化普鲁兰多糖(APu)：将2 mmol普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，搅拌下使其完全溶解；按两者摩尔比1:6加入12 mmol高碘酸钠，室温下搅拌避光反应5小时。之后加入乙二醇（与高碘酸钠摩尔比2:1）终止反应，搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖（APu）；
（2）制备F127-PEI聚合物：0.5mmol F127溶解于3.5mL二氯甲烷中，加入5mmol吡啶和5mmol对甲苯磺酰氯，室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl。取0.25mmol F127-TsCl溶解于50mL二甲基甲酰氯中，随后加入0.75mmol PEI 1.8k，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到产物F127-PEI聚合物。
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3% F127-PEI聚合物溶液， 将质量体积比为5% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃ 孵育1小时得到FEP水凝胶。
（4）将3μg外泌体加入上述制备的100μL FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
实施例5水凝胶敷料的制备
（1）制备醛化普鲁兰多糖(APu)：将2 mmol普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，搅拌下使其完全溶解；按两者摩尔比1:3加入6 mmol高碘酸钠，室温下搅拌避光反应5小时。之后加入乙二醇（与高碘酸钠摩尔比2:1）终止反应，搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖（APu）；
（2）制备F127-PEI聚合物：0.5mmol F127溶解于3.5mL二氯甲烷中，加入5mmol吡啶和5mmol对甲苯磺酰氯，室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl。取0.25mmol F127-TsCl溶解于50mL二甲基甲酰胺中，随后加入0.25mmol PEI 1.8k，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到产物F127-PEI聚合物。
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3% F127-PEI聚合物溶液，将质量体积比为2.5% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃ 孵育1小时得到FEP水凝胶。
（4）将1μg外泌体加入上述制备的100μL FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
实施例6水凝胶敷料的制备
（1）制备醛化普鲁兰多糖(APu)：将2 mmol普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，搅拌下使其完全溶解；按两者摩尔比1:4加入8 mmol高碘酸钠，室温下搅拌避光反应5小时。之后加入乙二醇（与高碘酸钠摩尔比2:1）终止反应，搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖（APu）；
（2）制备F127-PEI聚合物：0.5mmol F127溶解于3.5mL二氯甲烷中，加入5mmol吡啶和5mmol对甲苯磺酰氯，室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl。取0.25mmol F127-TsCl溶解于50mL二甲基甲酰胺中，随后加入0.5mmol PEI 1.8k，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到产物F127-PEI聚合物。
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3% F127-PEI聚合物溶液，将质量体积比为3.4% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃ 孵育1小时得到FEP水凝胶。
（4）将2μg外泌体加入上述制备的100μL FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
本发明所制备的用于促进糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料具有优异的温敏性、自愈合和可注射性能，并能促进糖尿病创面的快速愈合，下面结合具体的实验数据进行分析。
本发明合成的聚合物结构式及FEP水凝胶及其合成路线图如下图1A和图1B所示。
图2是实施例1~3制得的APu、F127-PEI和FEP水凝胶的傅里叶转换红外光谱图（FTIR），分析图谱可知：在醛化普鲁兰多糖（APu）中新形成位于1735 cm-1处的吸收峰是由醛基的C=O伸缩振动引起，说明成功制备了醛化普鲁兰多糖；与F127相比，F127-PEI聚合物在1562 cm-1处的特征峰表示PEI（-NH-）的成功接枝；在FEP水凝胶的红外图谱上出现的位于1100 cm-1是由F127的（-C-O-C-）特征振动形成的，同时，1735 cm-1和1562 cm-1处的吸收峰消失，表明APu与F127-PEI聚合物成功进行了席夫碱反应。以上的FTIR结果证明FEP水凝胶的成功合成。
图3是本发明所制备的FEP水凝胶的温敏性能。通过储存模量（G'）和损耗模量（G''）对温度的模式进行测量得到。图4A中显示的是实施例2制备的FEP水凝胶样品的温敏性能结果，分析图4A可知，随着温度的升高（4℃到38℃），FEP水凝胶样品的储存模量（G'）和损耗模量（G''）逐渐增加，且在30℃时存储模量超过损耗模量，说明水凝胶从溶胶状态变成凝胶状态，表明所制备的水凝胶具有温度敏感性。图4B显示的是所制备水凝胶在不同温度条件下的流变性能，可以看出水凝胶在25℃和37℃时G'和G''均表现出良好的稳定性，在37℃时存储模量超过损耗模量，也说明水凝胶已变成凝胶状态。
图4为本发明所制备的FEP水凝胶的可注射和自愈合性能。 如图4A所示，FEP水凝胶能在医用注射器针头(0.9×38 mm)中被轻松地挤出并可勾画出FEP的形状，说明所制备的水凝胶具有良好的可注射性能。从图4B中可看出，水凝胶被切成两半后，经过大概15秒的时间，水凝胶重新愈合形成一块水凝胶整体，显示FEP水凝胶具有优异的自愈合性能。
图5为本发明所制备的水凝胶敷料在不同pH值的磷酸盐缓冲液（PBS）中释放外泌体的释放曲线。从图5可以看出，在pH为5.5的弱酸环境下，水凝胶释放外泌体的速度要高于pH为7.5的弱碱性环境，且均可维持释放21天，说明本发明所制备的FEP水凝胶可有效地装载外泌体，并对外泌体起到pH响应和缓释的双重控释效果。
实施例7水凝胶敷料在糖尿病创面中的应用
下面以实施例1所制备的水凝胶敷料在糖尿病创面修复中的效果进行检测，其他实施例的测试效果与实施例1的效果类似，不一一说明。
糖尿病小鼠（ICR，6-8周）通过注射链脲佐菌素获得，在糖尿病小鼠背部制造两个直径为1cm的全层皮肤缺损创面，将FEP@exo水凝胶敷料应用于创面，并设置FEP水凝胶组、exo组和空白对照组，术后3、7、14和21天记录创面愈合情况，收集创面组织并切片分析。创面愈合率计算公式如下：创面愈合率=（初始创面面积-时间点创面面积）/初始创面面积*100%。其中，数据均为平均值±标准偏差，统计学差异用方差分析进行，当p＜0.05（*）或p<0.01（**）时认为有显著性差异。
附图7A显示了FEP@exo水凝胶敷料对糖尿病创面愈合的效果。附图7B显示了相应的创面愈合率的结果。由图可知，与单纯FEP水凝胶组、exo组和空白对照组相比，FEP@exo水凝胶敷料组的创面愈合率最高，对糖尿病创面修复具有显著的促进作用。
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，由以下步骤制备：
（1）制备醛化普鲁兰多糖：将普鲁兰多糖加入去离子水中，搅拌下使其完全溶解；加入高碘酸钠，室温下搅拌避光反应4小时，之后加入乙二醇终止反应，室温下搅拌1小时后，反应产物经10000分子量透析袋纯化3天，冷冻干燥得到醛化普鲁兰多糖；
（2）制备F127-PEI聚合物：将聚氧乙烯聚丙乙烯三嵌段聚合物（F127）溶解于二氯甲烷中，加入吡啶和对甲苯磺酰氯（TsCl），室温反应24小时后，反应混合液经盐酸和饱和碳酸氢钠清洗，用冰乙醚沉淀，沉淀出的产物经真空干燥后得到F127-TsCl，取F127-TsCl溶解于二甲基甲酰胺中，随后加入PEI，60℃下反应24小时，产物经3500分子量透析袋纯化3天，真空冷冻干燥得到F127-PEI聚合物；
（3）制备FEP水凝胶：将上述制备的F127-PEI聚合物用PBS配制成质量体积比为13.3%F127-PEI聚合物溶液，将质量体积比为2.5% 醛化普鲁兰多糖加入其中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，并在37℃孵育1小时得到FEP水凝胶；
（4）将外泌体加入上述制备的FEP水凝胶中，冰浴下剧烈振荡使其混匀，随后37℃孵育1小时后形成负载外泌体的水凝胶，得到所述的用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料。
2.根据权利要求1所述的一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中普鲁兰多糖与高碘酸钠的摩尔比为1:3-1:6。
3.根据权利要求1所述一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中F127-TsCl与PEI的摩尔比为1:1~1:3。
4.根据权利要求1所述的一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中加入的醛化普鲁兰多糖的浓度为2%~6%。
5.根据权利要求1所述的一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料的制备方法，所述的步骤（4）中外泌体与FEP水凝胶的质量体积比（μg/μL）为0.5：100 ~3：100。
6.一种用于糖尿病创面修复的自愈合可注射水凝胶敷料，其特征在于，所述的自愈合可注射水凝胶敷料采用权利要求1-5任意一项所述的制备方法制备。
7.一种权利要求1-5任意一项所述的制备方法制备的自愈合可注射水凝胶敷料在制备糖尿病创面修复的药物或生物活性物质的载体材料上的应用。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110339392A (zh) * 2019-07-08 2019-10-18 西安交通大学 一种生物活性的慢性创面辅料的制备方法及应用
CN110639052B (zh) * 2019-09-30 2021-06-29 新乡医学院 一种促进创面愈合的复合凝胶体系及其制备方法和应用
CN110812525A (zh) * 2019-12-27 2020-02-21 张伟 脂肪干细胞外泌体的无菌胶原液及贴敷的制备方法
CN111718498B (zh) * 2020-06-16 2022-07-26 西北工业大学 一种无机杂化自修复水凝胶的制备方法及使用方法
CN113476643B (zh) * 2021-06-08 2022-07-26 浙江工业大学 一种注射后可快速成胶并缓慢增强的水凝胶敷料的制备方法
CN114404648A (zh) * 2022-01-18 2022-04-29 张培华 促进糖尿病创面修复可降解抗菌止血水凝胶的制备方法
CN117224473A (zh) * 2023-11-16 2023-12-15 中国人民解放军总医院第四医学中心 一种负载a-prf可注射温敏水凝胶的制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1424086A1 (en) * 2002-11-26 2004-06-02 Ethicon, Inc. Hemostatic wound dressing containing aldehyde-modified polysaccharide and hemostatic agents
CN101665574A (zh) * 2008-10-09 2010-03-10 四川大学 可降解pcfc－pei聚合物、制备方法及在药物传递系统中的用途
CN101716366A (zh) * 2009-12-17 2010-06-02 天津大学 醛改性海藻酸钠和胺改性明胶的生物胶型止血剂
CN103333356A (zh) * 2013-06-27 2013-10-02 无锡贝迪生物工程有限公司 一种制备胶原蛋白改性再生纤维素复合材料的方法
CN107028873A (zh) * 2017-03-31 2017-08-11 福州大学 一种负载顺铂的水凝胶载药体系及其制备方法
CN108159486A (zh) * 2018-01-16 2018-06-15 浙江理工大学 一种抗菌止血双功能材料及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8932560B2 (en) * 2007-09-04 2015-01-13 University of Maryland, College Parke Advanced functional biocompatible polymeric matrix used as a hemostatic agent and system for damaged tissues and cells
US8318207B2 (en) * 2009-02-12 2012-11-27 University Of South Carolina Encapsulation and controlled release of small molecules for intracellular delivery using thermally responsive nanocapsules
WO2014161085A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-09 University Of Manitoba Schiff-based aldehydic hyaluronic acid-chitosan hydrogel compositions and uses thereof
CN105597146B (zh) * 2016-01-20 2018-08-07 中山大学 伤口愈合用多功能温敏凝胶复合物敷料及其制备与使用方法
CN108057131A (zh) * 2016-11-08 2018-05-22 中国人民解放军军事医学科学院野战输血研究所 一种含有干细胞的新型试剂盒
CN106975101B (zh) * 2017-03-01 2020-01-14 四川大学 一种纳米银复合胶原医用敷料及其制备方法
CN107019805A (zh) * 2017-03-31 2017-08-08 福州大学 一种负载盐酸阿霉素的自愈合水凝胶给药体系
CN107964105A (zh) * 2017-11-08 2018-04-27 福州大学 一种通过动态亚胺键交联的多糖基水凝胶的制备方法
CN108057129A (zh) * 2017-12-30 2018-05-22 周荣 一种止血吸渗液创伤修复材料的制备方法
CN108434091B (zh) * 2018-06-13 2021-02-09 西安交通大学 一种促进创面愈合和肿瘤治疗的自愈合水凝胶及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1424086A1 (en) * 2002-11-26 2004-06-02 Ethicon, Inc. Hemostatic wound dressing containing aldehyde-modified polysaccharide and hemostatic agents
CN101665574A (zh) * 2008-10-09 2010-03-10 四川大学 可降解pcfc－pei聚合物、制备方法及在药物传递系统中的用途
CN101716366A (zh) * 2009-12-17 2010-06-02 天津大学 醛改性海藻酸钠和胺改性明胶的生物胶型止血剂
CN103333356A (zh) * 2013-06-27 2013-10-02 无锡贝迪生物工程有限公司 一种制备胶原蛋白改性再生纤维素复合材料的方法
CN107028873A (zh) * 2017-03-31 2017-08-11 福州大学 一种负载顺铂的水凝胶载药体系及其制备方法
CN108159486A (zh) * 2018-01-16 2018-06-15 浙江理工大学 一种抗菌止血双功能材料及其制备方法

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