CN114470313A - 一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法。该制备方法首先将N‑异丙基丙烯酰胺、海藻酸钠、HKUST‑1纳米粒子、交联剂、引发剂、促引发剂溶解于去离子水中，在低温下反应制备交联互穿网络水凝胶；利用壳聚糖上的氨基与3,4‑二羟基苯丙酸中的羧基发生偶联反应，制备支链带有邻苯二酚结构的壳聚糖‑g‑儿茶酚；将壳聚糖‑g‑儿茶酚溶液均匀涂覆于水凝胶的表面，制得产物。本发明将聚N‑异丙基丙烯酰胺作为水凝胶的第一网络，实现温度敏感的体积相转变作用；同时壳聚糖‑g‑儿茶酚以桥接聚合物的形式用于提高水凝胶的粘附性。在协同作用下，促进创面周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合。

Description

一种仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可用于创面愈合的医用水凝胶敷料，特别涉及仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法，该仿生机械活性水凝胶粘合剂用作医用水凝胶敷料。
背景技术
伤口愈合是一个连续而复杂的过程，按照时间可分为四个阶段：(i)凝血和止血；(ii)炎症；(iii)细胞增殖；(iv)伤口重塑。在细胞的增殖过程中，伤口充满由新形成的毛细血管和结缔组织组成的肉芽组织，其中成纤维细胞作为增值期的主要细胞，从周围的组织迁移到伤口部位进行繁殖，其中具有收缩特性的特殊成纤维细胞称为为肌原纤维，通过使伤口收缩促进伤口逐渐变小。伤口收缩的过程在胚胎伤口愈合中起着重要作用，相比之下，出生后的成年人的伤口皮肤收缩显着减少。因此，为避免对人体造成更大的伤害，需要采用适当的敷料贴敷在创面。具有机械活性的水凝胶敷料一方面作为物理屏障，起着保护伤口的作用；另一方面积极地构建一个适合伤口恢复的微环境，促进创面周围的皮肤组织收缩，起着加快伤口愈合的作用。
中国发明专利申请202011309230.8公开了一种具有抗菌消炎功能的水凝胶活性敷料，敷料以2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和丙烯酸羟乙酯为单体，采用化学聚合法制备为线性共聚物，与淀粉样蛋白纤维共混后，在交联剂作用下生成疏松的交联网络，形成第一凝胶产物，在疏松的第一凝胶产物中引入羧甲基壳聚糖和水溶性多酚化合物的混合物，在第一凝胶产物中交联剂的共同作用下，经过冻融循环处理后发生二次凝胶化，形成以物理交联为主，化学交联为辅的交联水凝胶，大大提高了水凝胶敷料的机械性能，同时具有良好的抗菌消炎和自我恢复的功能，适用于烧伤、烫伤和外伤性创伤的创面保护和治疗。但是由于纳米银具有较强的细胞毒性，在伤口愈合的过程中会对其他组织细胞造成损害。同时，由于缺乏良好的皮肤组织粘附性能，将该技术应用于伤口时容易造成滑落，不利于将水凝胶固定在创口表面。此外，该制备方法需要负载水凝胶微球和反复冻融数次，制备过程较为复杂。
发明内容
本发明的目的针对现有技术的缺点与不足，提供一种可用于修复组织创伤的仿生机械活性水凝胶粘合剂及其制备方法。
本发明通过聚N-异丙基丙烯酰胺聚合物网络和壳聚糖-g-儿茶酚桥接聚合物的协同作用实现水凝胶粘合剂机械活性。聚N-异丙基丙烯酰胺是一种温度刺激响应性聚合物。该聚合物在32℃存在一个温度依赖性的相变，导致其亲、疏水性发生变化，这个温度称为低临界溶解温度(LCST)。在高于32℃的温度下，聚合物显示出疏水性，在宏观上发生体积相转变。海藻酸钠作为一种天然高分子，具有良好的生物相容性、生物可降解性、成膜性、稳定性等。海藻酸钠的分子链上有大量游离的羟基和羧基，其中α-L-古罗醛酸(G)单元上的羧基能够与钙、铜、铁、铝、铅等二价或者多价的金属离子进行离子交联形成“鸡蛋盒”结构。HKUST-1纳米粒子会在水溶液中不稳定，会缓慢分解释放出铜离子。现有技术文献已经报道使用硫酸铜、氯化铜作为海藻酸钠的交联剂，但是由于体系中存在大量游离的铜离子，使交联反应过快，导致水凝胶的交联密度不均匀。由HKUST-1纳米粒子缓慢释放出的铜离子一方面作为海藻酸钠的交联剂，另一方面作为抗菌剂，用于促进伤口愈合。两者结合可制备出有良好生物相容性及温度敏感性并可用于促进伤口收缩的交联互穿网络结构的水凝胶。
贻贝在恶劣的湍流潮湿条件下显示出强大的耐湿性粘附力，其中由3,4-二羟基-L-苯丙氨酸(DOPA)、赖氨酸和组氨酸组成的粘附蛋白在这种粘附中起着关键作用，这些氨基酸中含有儿茶酚、伯胺和仲胺基团。壳聚糖-g-儿茶酚作为模拟贻贝粘附蛋白的聚合物，其分子链中源于壳聚糖的伯胺基团过静电吸引作用吸收到组织表面，赋予短期而快速的粘附性能；在一段时间后儿茶酚基团与皮肤组织上的氨基、巯基等活泼基团进行共价反应，增强长期粘附力。壳聚糖-g-儿茶酚具有良好的生物相容性、止血能力和组织粘附性，可作为桥接聚合物涂覆于机械活性水凝胶的表面，提高水凝胶粘合剂的粘附性能。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)温敏水凝胶的制备：在25～30℃下将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和海藻酸钠(Alg)溶解在去离子水中，充N2鼓泡，加入过硫酸铵(APS)、N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)、HKUST-1纳米粒子，搅拌后倒入模具，在4～8℃下搅拌反应12～24h；除去杂质和未反应单体，得温敏水凝胶；
2)壳聚糖-g-儿茶酚的合成：将壳聚糖(CS)溶解在盐酸溶液中，充N2鼓泡，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDS)和3，4-二羟基苯丙酸(HBC)，在室温下搅拌反应12～24h；除去杂质和未反应的单体，得壳聚糖-g-儿茶酚；
3)仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备：在室温下，将壳聚糖-g-儿茶酚溶解在去离子水中；将壳聚糖-g-儿茶酚溶液均匀涂覆于温敏水凝胶的表面，制得仿生机械活性水凝胶粘合剂。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述的HKUST-1纳米粒子通过如下方法制备：分别在去离子水和乙醇中溶解醋酸铜一水合物和1,3,5-苯三甲酸，将两种溶液混合，在室温下搅拌反应；洗涤产物，收集HKUST-1纳米粒子。
优选地，所述的温下搅拌反应的时间为30～60min，至形成深绿松石色悬浮液；所述的洗涤产物是用乙醇溶液洗涤；所述的收集HKUST-1纳米粒子是通过离心悬浮液收集，所述的离心时间为5～10min，离心的转速为4000～6000r/min；收集的HKUST-1纳米粒子在真空下干燥，密封保存在干燥器中。
优选地，所述的N-异丙基丙烯酰胺在充N2鼓泡前溶液中的质量浓度为10～18％；所述的N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为N-异丙基丙烯酰胺的质量的0.15～0.30％；所述的海藻酸钠在充N2鼓泡前溶液中的质量浓度为1～2％；
所述的过硫酸铵用量为N-异丙基丙烯酰胺的质量的0.5～2％；所述HKUST-1纳米粒子用量为海藻酸钠的质量的5～25％；每克N-异丙基丙烯酰胺加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺20-50μl。
优选地，所述的过硫酸铵、N,N,N',N'-四甲基乙二胺和HKUST-1纳米粒子的加入方式为先加过硫酸铵和N,N,N',N'-四甲基乙二胺，搅拌1～2min后加入HKUST-1纳米粒子；步骤1)充N2鼓泡的时间为12～30min；所述的除去杂质和未反应单体是将制得的温敏水凝胶置于生理盐水浸泡0.5～1h实现；步骤1)所得的温敏水凝胶在4～8℃下密封保存；搅拌后倒入模具的搅拌温度为4～8℃，搅拌转速为100～200r/min，搅拌时间为3～5min。
优选地，所述3,4-二羟基苯丙酸与壳聚糖的摩尔比为0.5～5:1；所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与壳聚糖的摩尔比为0.5～6:1；所述壳聚糖的在盐酸溶液中的质量浓度为1～2％；盐酸溶液的质量浓度为0.5～1％。
优选地，步骤2)充N2鼓泡的时间为30～50min；所得的壳聚糖-g-儿茶酚溶液冷冻干燥；除去杂质和未反应的单体是通过将溶液转移至透析膜中，将混合物用盐酸溶液透析实现。
优选地，所述的透析温度为20～25℃；透析膜截留值为12～14kDa。
优选地，所述的壳聚糖-g-儿茶酚溶解在去离子水中的质量浓度为0.5～2％；所述的温敏水凝胶的形状为直径5～25mm，厚度1～4mm的圆形或边长为5～25mm，厚度为1～4mm的正方形。
一种仿生机械活性水凝胶粘合剂，由上述的制备方法制得。
本发明以具有温度敏感性的交联互穿网络水凝胶作为基体，利用涂覆于水凝胶与皮肤的接触界面的壳聚糖-g-儿茶酚增加组织粘附性，可敷于伤口表面。由于人体体温高于其体积相转变温度，水凝胶发生体积收缩的同时推动创口周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合，被用作伤口的医用敷料。当仿生机械活性水凝胶粘合剂贴敷于伤口表面时，水凝胶受到体温的刺激发生体积相转变，聚N-异丙基丙烯酰胺分子链蜷曲在一起，在宏观上表现为体积收缩；同时通过粘附力传递收缩作用，促进创面周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)HKUST-1纳米粒子作为一种典型的金属-有机框架材料，具有合成方式简单和在水中缓慢分解，持续释放铜离子等特点。相比于传统的硫酸铜和氯化铜，HKUST-1纳米粒子作为海藻酸钠的离子交联剂，能够减缓交联反应，使铜离子能够稳定地分散到体系中去，避免过快的反应速率导致海藻酸钠凝胶不均匀。与此同时，铜离子是一种有效的抗菌剂，涉及许多与伤口愈合相关的过程。它能诱导血管内皮生长因子、血管生成以及细胞外皮肤蛋白(如角蛋白和胶原蛋白)的表达和稳定。在本发明中，由HKUST-1纳米粒子缓慢释放出的铜离子一方面作为交联剂，促使水凝胶中海藻酸铜网络的形成，另一方面作为抗菌剂，用于促进伤口愈合。
(2)本发明制备具有互穿网络结构的温敏水凝胶，其中第一网络是由聚N-异丙基丙烯酰胺组成的共价交联网络，第二网络是由海藻酸铜组成的离子交联网络。由于形成互穿网络，两种聚合物之间的相互影响较小，聚N-异丙基丙烯酰胺的LCST和体积相转变特性没有发生明显改变。此外，互穿网络结构能够有效地增加水凝胶的结构稳定性和机械性能，当水凝胶粘合剂从组织表面被剥离时，海藻酸铜网络发生分解，能够通过变形后的磁滞耗散能量，从而提高组织粘附性。
(3)作为桥接聚合物，壳聚糖-g-儿茶酚的结构模拟贻贝中起关键作用的粘附蛋白。将壳聚糖-g-儿茶酚涂覆于水凝胶基体与皮肤组织之间，它随着时间向水凝胶基体与皮肤组织渗透。一方面，儿茶酚上的羟基和海藻酸铜分子链上的羟基与羧基形成氢键；另一方面，分子链中源于壳聚糖的伯胺基团过静电吸引作用吸收到组织表面，赋予水凝胶粘合剂短期而快速的粘附性能，在一段时间后儿茶酚基团与皮肤组织上的氨基、巯基等活泼基团进行共价反应，提高长期粘附力。本发明结合耗散性水凝胶基质与能够创造相互渗透的粘合界面的桥接聚合物，制备出一种具有良好粘附性能的水凝胶粘合剂。
(4)聚N-异丙基丙烯酰胺是一种典型的温度敏感型水凝胶，它的LCST在32～34℃，接近人体体温。当水凝胶粘合剂贴附于皮肤组织时，收到体温的刺激，聚N-异丙基丙烯酰胺分子完成从亲水到疏水的转变，分子链从舒展到蜷曲，宏观表现为水凝胶体积收缩。在促进伤口愈合的敷料研究中，相比于释放药物或生长因子和清除活性氧等化学方法，本发明仿生机械活性水凝胶粘合剂可以通过体积收缩的物理方法模拟胚胎伤口愈合的过程，减少化学药物的负载与释放的同时促进创面周围的皮肤组织收缩，为创造低毒性愈合微环境和加快伤口愈合提供了可能。
(5)本发明HKUST-1纳米粒子可以有效地为海藻酸钠提供铜金属离子交联剂，同时它作为抗菌剂，可以通过降低伤口感染的可能性来促进愈合。温敏水凝胶可以在人体体表温度下进行体积收缩，同时在与具有良好组织粘附性的壳聚糖-g-儿茶酚桥接聚合物的协同作用下，实现推动创口周围的皮肤组织收缩的作用，有效地促进伤口愈合，具有重要意义。
附图说明：
图1为实施例1中合成的HKUST-1纳米粒子的FTIR图。
图2为实施例1中合成的HKUST-1纳米粒子的SEM图。
图3为实施例1、2中合成的温敏水凝胶的SEM图。
图4为实施例1中合成的壳聚糖-g-儿茶酚的化学反应图。
图5为实施例1、3中合成的壳聚糖-g-儿茶酚的1H-NMR图。
图6为实施例1、2和对比例1在37℃环境下，水凝胶的体积随时间收缩图。
图7为实施例1、2、3、4和对比例2在猪皮上的粘附强度图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明实施例所用的试剂均为从市场购得。
实施例1
本实施例机械活性水凝胶粘合剂的制备方法包括如下步骤：
1)将0.3g醋酸铜一水合物溶于4ml去离子水中，将0.22g 1,3,5-苯三甲酸溶于4ml无水乙醇中。将醋酸铜一水合物溶液逐滴滴加到1,3,5-苯三甲酸溶液当中，然后在室温下以300r/min转速搅拌约30min以获得深绿松石色悬浮液，以5000r/min转速离心悬浮液8min，分离获得HKUST-1纳米粒子，用50％的乙醇溶液洗涤产物，重复洗涤三次以除去残留的反应物，将收集的样品在真空下干燥，密封保存在干燥器中。图1中(1)为1,3,5-苯三甲酸和(2)为HKUST-1纳米粒子的FTIR图谱，1619cm-1、1566cm-1、1440cm-1、1370cm-1分别属于COO-的不对称和对称振动吸收峰。与H3BTC相比，HKUST-1的COO-的不对称和对称振动峰之间的波数间隔变窄，这归因于COO-与Cu2+配位。此外，在727cm-1和490cm-1处出现苯环和Cu-O结构的特征峰。图2为HKUST-1纳米粒子的SEM图，可以看到在常温下制备的HKUST-1纳米粒子呈块状晶体结构。
2)在装有磁力搅拌子的50ml烧瓶中，在25℃下将1.8g的N丙基丙烯酰胺、0.0036g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.15g的海藻酸钠溶于15ml去离子水中，搅拌充分溶解。充N2鼓泡30min，除去体系中氧气，加入0.036g的过硫酸铵、60μl的N,N,N',N'-四甲基乙二胺，在4℃下以200r/min转速搅拌2min，然后加入0.0075g的HKUST-1纳米粒子，以200r/min转速搅拌1min，然后将混合溶液迅速倒入模具中，在4℃下充分反应24h。将制得的温敏水凝胶置于生理盐水浸泡0.5h以除去杂质和未反应单体，在4℃下密封保存。图3中的(1)为水凝胶冷冻干燥后的SEM图，可以明显观察到水凝胶呈交联网状结构，其中的孔洞作为水分子储存和移动的通道。图6为在37℃环境下，水凝胶的体积随时间变化图，可以明显观察到水凝胶的体积随着时间逐渐减小，最终在24h变为原来体积的21.63％，这是因为37℃大于聚N-异丙基丙烯酰胺的LCST，聚N-异丙基丙烯酰胺分子因此从亲水转变为疏水，其分子链从舒展到蜷曲；同时因为互穿网络结构，海藻酸钠交联网络不会对聚N-异丙基丙烯酰胺交联网络的LCST和分子链蜷曲行为造成明显影响，故宏观表现为水凝胶体积收，这为水凝胶提供了温敏机械活性。
3)在装有磁力搅拌子的150ml烧瓶中，将0.5g的壳聚糖溶解在50ml质量浓度为1％的盐酸溶液中，充N2鼓泡50min，除去体系中氧气。将0.155g的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和0.1475g的3,4-二羟基苯丙酸充分溶解在25ml质量浓度为50％的乙醇溶液中。将混合溶液加入壳聚糖溶液中，在室温下搅拌反应24h。将溶液转移至截留值为12～14kDa的透析膜中，在20℃下用pH为4.5的盐酸溶液透析两天(每天换盐酸溶液三次)，然后在20℃下用去离子水透析5h以除去杂质和未反应单体。将溶液在-50℃下冻干3天，得到最终产物壳聚糖-g-儿茶酚。图4为壳聚糖-g-儿茶酚的合成路线图，利用壳聚糖上的氨基与3,4-二羟基苯丙酸中的羧基在1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐的催化下发生偶联反应，制备支链带有邻苯二酚结构的壳聚糖-g-儿茶酚。图5中的(1)为壳聚糖-g-儿茶酚的1H-NMR的图谱，化学位移在6.7～6.9处的峰是邻苯二酚基团上苯环的质子峰，化学位移在2.6和2.4处为与壳聚糖相连的亚甲基的质子峰，表明儿茶酚基团已经成功接枝到壳聚糖上。
4)将制得的温敏水凝胶切成形状为25×25×2mm的片状备用。在室温下，将0.06g壳聚糖-g-儿茶酚溶解在3ml去离子水中，然后取出150μl壳聚糖-g-儿茶酚溶液均匀涂覆在温敏水凝胶的一侧表面制得机械活性水凝胶粘合剂，应用时，将粘合剂贴敷于伤口表面。用搭接-剪切拉伸实验测试水凝胶粘合剂的粘附强度，具体方法为将水凝胶粘合剂粘附在两块猪皮样条之间形成重叠搭接区域，然后使用万能试验机进行拉伸测试，粘附强度定义为拉伸时最大拉伸力除以搭接区域面积。图7为粘合剂的粘附强度图，其粘附强度为16.10kPA，将其贴敷在伤口表面时，能产生足够的粘附力使机械活性水凝胶粘合剂紧紧贴合于皮肤组织，并且在水凝胶活性收缩的时候能够通过粘附力促进创面周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合。
实施例2
本实施例机械活性水凝胶粘合剂的制备方法包括如下步骤：
1)将0.3g醋酸铜一水合物溶于4ml去离子水中，将0.22g 1,3,5-苯三甲酸溶于4ml无水乙醇中。将醋酸铜一水合物溶液逐滴滴加到1,3,5-苯三甲酸溶液当中，然后在室温下以300r/min转速搅拌约30min以获得深绿松石色悬浮液，以5000r/min转速离心悬浮液8min，分离获得HKUST-1纳米粒子，用50％的乙醇溶液洗涤产物，重复洗涤三次以除去残留的反应物，将收集的样品在真空下干燥，密封保存在干燥器中。
2)在装有磁力搅拌子的50ml烧瓶中，在25℃下将1.8g的N-异丙基丙烯酰胺、0.0036g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.15g的海藻酸钠溶于15ml去离子水中，搅拌充分溶解。充N2鼓泡30min，除去体系中氧气，加入0.036g的过硫酸铵、60μl的N,N,N',N'-四甲基乙二胺，在4℃下以200r/min转速搅拌2min，然后加入0.0375g的HKUST-1纳米粒子，以200r/min转速搅拌1min，然后将混合溶液迅速倒入模具中，在4℃下充分反应24h。将制得的温敏水凝胶置于生理盐水浸泡0.5h以除去杂质和未反应单体，在4℃下密封保存。图3中的(2)为水凝胶冷冻干燥后的SEM图，可以明显观察到水凝胶呈交联网状结构，其中的孔洞作为水分子储存和移动的通道。相比于实施例1，本实施例中的水凝胶由于增加了交联剂的用量，其网状结构变得更为紧密，孔洞变小。图6为在37℃环境下，水凝胶的体积随时间变化图，可以明显观察到水凝胶的体积随着时间逐渐减小，最终在24h变为原来体积的25.43％。相比于实施例1，本实施例中的水凝胶由于增加了交联剂的用量，其网状结构变得更为紧密，结构变化受阻，故体积收缩现象有所减弱。
3)在装有磁力搅拌子的150ml烧瓶中，将0.5g的壳聚糖溶解在50ml质量浓度为1％的盐酸溶液中，充N2鼓泡50min，除去体系中氧气。将0.155g的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和0.1475g的3,4-二羟基苯丙酸充分溶解在25ml质量浓度为50％的乙醇溶液中。将混合溶液加入壳聚糖溶液中，在室温下搅拌反应24h。将溶液转移至截留值为12～14kDa的透析膜中，在20℃下用pH为4.5的盐酸溶液透析两天(每天换盐酸溶液三次)，然后在20℃下用去离子水透析5h以除去杂质和未反应单体。将溶液在-50℃下冻干3天，得到最终产物壳聚糖-g-儿茶酚。
4)将制得的温敏水凝胶切成形状为25×25×2mm的片状备用。在室温下，将0.006g壳聚糖-g-儿茶酚溶解在3ml去离子水中，然后取出150μl壳聚糖-g-儿茶酚溶液均匀涂覆在温敏水凝胶的一侧表面制得机械活性水凝胶粘合剂，将粘合剂贴敷于伤口表面。图7为粘合剂的粘附强度图，其粘附强度为20.11kPA，将其贴敷在伤口表面时，能产生足够的粘附力使机械活性水凝胶粘合剂紧紧贴合于皮肤组织，并且在水凝胶活性收缩的时候能够通过粘附力促进创面周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合。
实施例3
本实施例机械活性水凝胶粘合剂的制备方法包括如下步骤：
1)将0.3g醋酸铜一水合物溶于4ml去离子水中，将0.22g 1,3,5-苯三甲酸溶于4ml无水乙醇中。将醋酸铜一水合物溶液逐滴滴加到1,3,5-苯三甲酸溶液当中，然后在室温下以300r/min转速搅拌约30min以获得深绿松石色悬浮液，以5000r/min转速离心悬浮液8min，分离获得HKUST-1纳米粒子，用50％的乙醇溶液洗涤产物，重复洗涤三次以除去残留的反应物，将收集的样品在真空下干燥，密封保存在干燥器中。
2)在装有磁力搅拌子的50ml烧瓶中，在25℃下将1.8g的N-异丙基丙烯酰胺、0.0036g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.15g的海藻酸钠溶于15ml去离子水中，搅拌充分溶解。充N2鼓泡30min，除去体系中氧气，加入0.036g的过硫酸铵、60μl的N,N,N',N'-四甲基乙二胺，在4℃下以200r/min转速搅拌2min，然后加入0.0075g的HKUST-1纳米粒子，以200r/min转速搅拌1min，然后将混合溶液迅速倒入模具中，在4℃下充分反应24h。将制得的温敏水凝胶置于生理盐水浸泡0.5h以除去杂质和未反应单体，在4℃下密封保存。
3)在装有磁力搅拌子的150ml烧瓶中，将0.5g的壳聚糖溶解在50ml质量浓度为1％的盐酸溶液中，充N2鼓泡50min，除去体系中氧气。将0.31g的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和0.295g的3,4-二羟基苯丙酸充分溶解在25ml质量浓度为50％的乙醇溶液中。将混合溶液加入壳聚糖溶液中，在室温下搅拌反应24h。将溶液转移至截留值为12～14kDa的透析膜中，在20℃下用pH为4.5的盐酸溶液透析两天(每天换盐酸溶液三次)，然后在20℃下用去离子水透析5h以除去杂质和未反应单体。将溶液在-50℃下冻干3天，得到最终产物壳聚糖-g-儿茶酚。
图5中的(2)为壳聚糖-g-儿茶酚的1H-NMR的图谱，化学位移在6.7～6.9处的峰是邻苯二酚基团上苯环的质子峰，化学位移在2.6和2.4处为与壳聚糖相连的亚甲基的质子峰，表明儿茶酚基团已经成功接枝到壳聚糖上。
4)将制得的温敏水凝胶切成形状为25×25×2mm的片状备用。在室温下，将0.06g壳聚糖-g-儿茶酚溶解在3ml去离子水中，然后取出150μl壳聚糖-g-儿茶酚溶液均匀涂覆在温敏水凝胶的一侧表面制得机械活性水凝胶粘合剂，将粘合剂贴敷于伤口表面。图7为粘合剂的粘附强度图，其粘附强度为18.99kPA，将其贴敷在伤口表面时，能产生足够的粘附力使机械活性水凝胶粘合剂紧紧贴合于皮肤组织，并且在水凝胶活性收缩的时候能够通过粘附力促进创面周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合。
实施例4
本实施例机械活性水凝胶粘合剂的制备方法包括如下步骤：
1)将0.3g醋酸铜一水合物溶于4ml去离子水中，将0.22g 1,3,5-苯三甲酸溶于4ml无水乙醇中。将醋酸铜一水合物溶液逐滴滴加到1,3,5-苯三甲酸溶液当中，然后在室温下以300r/min转速搅拌约30min以获得深绿松石色悬浮液，以5000r/min转速离心悬浮液8min，分离获得HKUST-1纳米粒子，用50％的乙醇溶液洗涤产物，重复洗涤三次以除去残留的反应物，将收集的样品在真空下干燥，密封保存在干燥器中。
2)在装有磁力搅拌子的50ml烧瓶中，在25℃下将1.8g的N-异丙基丙烯酰胺、0.0036g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.15g的海藻酸钠溶于15ml去离子水中，搅拌充分溶解。充N2鼓泡30min，除去体系中氧气，加入0.036g的过硫酸铵、60μl的N,N,N',N'-四甲基乙二胺，在4℃下以200r/min转速搅拌2min，然后加入0.0375g的HKUST-1纳米粒子，以200r/min转速搅拌1min，然后将混合溶液迅速倒入模具中，在4℃下充分反应24h。将制得的温敏水凝胶置于生理盐水浸泡0.5h以除去杂质和未反应单体，在4℃下密封保存。
3)在装有磁力搅拌子的150ml烧瓶中，将0.5g的壳聚糖溶解在50ml质量浓度为1％的盐酸溶液中，充N2鼓泡50min，除去体系中氧气。将0.31g的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和0.295g的3,4-二羟基苯丙酸充分溶解在25ml质量浓度为50％的乙醇溶液中。将混合溶液加入壳聚糖溶液中，在室温下搅拌反应24h。将溶液转移至截留值为12～14kDa的透析膜中，在20℃下用pH为4.5的盐酸溶液透析两天(每天换盐酸溶液三次)，然后在20℃下用去离子水透析5h以除去杂质和未反应单体。将溶液在-50℃下冻干3天，得到最终产物壳聚糖-g-儿茶酚。
4)将制得的温敏水凝胶切成形状为25×25×2mm的片状备用。在室温下，将0.006g壳聚糖-g-儿茶酚溶解在3ml去离子水中，然后取出150μl壳聚糖-g-儿茶酚溶液均匀涂覆在温敏水凝胶的一侧表面制得机械活性水凝胶粘合剂，将粘合剂贴敷于伤口表面。图7为粘合剂的粘附强度图，其粘附强度为23.92kPA，将其贴敷在伤口表面时，能产生足够的粘附力使机械活性水凝胶粘合剂紧紧贴合于皮肤组织，并且在水凝胶活性收缩的时候能够通过粘附力促进创面周围的皮肤组织收缩，加快伤口愈合。
对比例1
在装有磁力搅拌子的50ml烧瓶中，在25℃下将1.8g的丙烯酰胺(AAm)、0.0036g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.15g的海藻酸钠溶于15ml去离子水中，搅拌充分溶解。充N2鼓泡30min，除去体系中氧气，加入0.036g的过硫酸铵、60μl的N,N,N',N'-四甲基乙二胺，在4℃下以200r/min转速搅拌2min，然后加入0.0375g的HKUST-1纳米粒子，以300rpm转速搅拌1min，然后将混合溶液迅速倒入模具中，在4℃下充分反应24h。将制得的水凝胶置于生理盐水浸泡0.5h以除去杂质和未反应单体，在4℃下密封保存。图6为在37℃环境下，水凝胶的体积随时间变化图，相比于实施例1、2，本对比例中水凝胶的体积随着时间没有出现明显变化，最终在24h变为原来体积的98.53％，这是因为将聚N-异丙基丙烯酰胺网络替换为聚丙烯酰胺网络，水凝胶失去温敏性，其分子链没有发生蜷曲，故体积收缩不明显，水凝胶因此不具有机械活性。此外，在37℃下水分子从水凝胶中挥发，故体积稍微变小。
对比例2
将制得的温敏水凝胶切成形状为25×25×2mm的片状备用。在室温下，将0.006g壳聚糖溶解在质量浓度为1％的盐酸溶液，然后取出150μl壳聚糖溶液均匀涂覆在温敏水凝胶的一侧表面制得机械活性水凝胶粘合剂，将粘合剂贴敷于伤口表面。图7为粘合剂的粘附强度图，其粘附强度为10.29kPA。相比于实施例1、2、3、4，本对比例中水凝胶粘合剂的粘附强度明显下降，这是因为将壳聚糖-g-儿茶酚替换为壳聚糖，单纯的壳聚糖作为桥接聚合物不能与皮肤组织产生共价反应，粘附力下降。
应用实施例
体内伤口愈合：将8-10周龄的大鼠用5％水合氯醛麻醉，用剪刀将其背部毛发剃去并且用脱毛膏完全除去。用聚维酮碘和酒精拭子消毒后，用直径为10mm的穿孔器在小鼠背部轻轻勾勒出伤口。按照轮廓，制作等厚度伤口，并且用外径为25mm、内径为15mm的环形硅胶夹板固定，以减弱大鼠伤口周围皮肤因愈合而主动收缩的影响。将大鼠随机分成三组(n＝5)：第一组大鼠伤口用PBS缓冲液(40μl)处理；第二组大鼠伤口用机械活性水凝胶粘合剂(PNIPAm-Alg)(由实施例4制备，水凝胶为直径为13mm的圆片，壳聚糖-g-儿茶酚用量为30μl)处理；第三组大鼠伤口用非机械活性水凝胶粘合剂(PAAm-Alg)((由对比例1制备，水凝胶为直径为13mm的圆片，壳聚糖-g-儿茶酚用量为30μl)处理。每隔一段时间拍摄伤口，用ImagineJ计算伤口面积，宏观评价样品对大鼠皮肤创面愈合的作用，用下式计算伤口愈合率：
Figure BDA0003494621820000111
其S0为第0天的伤口面积，Sn为第n天的伤口面积(n＝3、5、8、11、14)。
测试结果如表1所示。在实验周期内，所有大鼠伤口都表现处逐渐愈合的趋势，其中PBS处理的大鼠伤口愈合最慢，第14天伤口愈合率仅为55％；PAAm-Alg水凝胶粘合剂处理的伤口，由于添加了HKUST-1纳米粒子，其中释放铜离子能够起到杀菌的作用，故表现出较快的愈合速率，第14天伤口愈合率为96％；PNIPAm-Alg水凝胶粘合剂处理的伤口，由于聚N-异丙基丙烯酰胺温敏特性所赋予水凝胶机械活性的作用，促进伤口周围的组织收缩，在三组实验中表现出最快的愈合速率，第14天伤口愈合率为100％。
表1
Figure BDA0003494621820000112
相比于中国发明专利申请202011309230.8，本发明首先在抗菌水凝胶的基础上通过聚N-异丙基丙烯酰胺网络赋予了温敏机械活性的特性，将其应用于伤口表面时能够主动地促进伤口周围的皮肤组织收缩，加速伤口愈合。其次，利用桥接聚合物提高了水凝胶的皮肤组织粘附性能，使其能够牢固地贴合到伤口表面。最后，本发明通过简单的一步法和涂布法制备一种仿生机械活性水凝胶粘合剂，制备过程较为简便。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)温敏水凝胶的制备：在25～30℃下将N-异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和海藻酸钠溶解在去离子水中，充N2鼓泡，加入过硫酸铵、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、HKUST-1纳米粒子，搅拌后倒入模具，在4～8℃下搅拌反应12～24h；除去杂质和未反应单体，得温敏水凝胶；
2)壳聚糖-g-儿茶酚的合成：将壳聚糖溶解在盐酸溶液中，充N2鼓泡，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和3，4-二羟基苯丙酸，在室温下搅拌反应12～24h；除去杂质和未反应的单体，得壳聚糖-g-儿茶酚；
3)仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备：在室温下，将壳聚糖-g-儿茶酚溶解在去离子水中；将壳聚糖-g-儿茶酚溶液均匀涂覆于温敏水凝胶的表面，制得仿生机械活性水凝胶粘合剂。
2.根据权利要求1所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的HKUST-1纳米粒子通过如下方法制备：分别在去离子水和乙醇中溶解醋酸铜一水合物和1,3,5-苯三甲酸，将两种溶液混合，在室温下搅拌反应；洗涤产物，收集HKUST-1纳米粒子。
3.根据权利要求2所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的温下搅拌反应的时间为30～60min，至形成深绿松石色悬浮液；所述的洗涤产物是用乙醇溶液洗涤；所述的收集HKUST-1纳米粒子是通过离心悬浮液收集，所述的离心时间为5～10min，离心的转速为4000～6000r/min；收集的HKUST-1纳米粒子在真空下干燥，密封保存在干燥器中。
4.根据权利要求1所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的N-异丙基丙烯酰胺在充N2鼓泡前溶液中的质量浓度为10～18％；所述的N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为N-异丙基丙烯酰胺的质量的0.15～0.30％；所述的海藻酸钠在充N2鼓泡前溶液中的质量浓度为1～2％；
所述的过硫酸铵用量为N-异丙基丙烯酰胺的质量的0.5～2％；所述HKUST-1纳米粒子用量为海藻酸钠的质量的5～25％；每克N-异丙基丙烯酰胺加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺20-50μl。
5.根据权利要求1或4所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的过硫酸铵、N,N,N',N'-四甲基乙二胺和HKUST-1纳米粒子的加入方式为先加过硫酸铵和N,N,N',N'-四甲基乙二胺，搅拌1～2min后加入HKUST-1纳米粒子；步骤1)充N2鼓泡的时间为12～30min；所述的除去杂质和未反应单体是将制得的温敏水凝胶置于生理盐水浸泡0.5～1h实现；步骤1)所得的温敏水凝胶在4～8℃下密封保存；搅拌后倒入模具的搅拌温度为4～8℃，搅拌转速为100～200r/min，搅拌时间为3～5min。
6.根据权利要求1所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：所述3,4-二羟基苯丙酸与壳聚糖的摩尔比为0.5～5:1；所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与壳聚糖的摩尔比为0.5～6:1；所述壳聚糖的在盐酸溶液中的质量浓度为1～2％；盐酸溶液的质量浓度为0.5～1％。
7.根据权利要求1所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：步骤2)充N2鼓泡的时间为30～50min；所得的壳聚糖-g-儿茶酚溶液冷冻干燥；除去杂质和未反应的单体是通过将溶液转移至透析膜中，将混合物用盐酸溶液透析实现。
8.根据权利要求7所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的透析温度为20～25℃；透析膜截留值为12～14kDa。
9.根据权利要求1所述的仿生机械活性水凝胶粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的壳聚糖-g-儿茶酚溶解在去离子水中的质量浓度为0.5～2％；所述的温敏水凝胶的形状为直径5～25mm，厚度1～4mm的圆形或边长为5～25mm，厚度为1～4mm的正方形。
10.一种仿生机械活性水凝胶粘合剂，其特征在于：其由权利要求1所述的制备方法制得。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115337447A (zh) * 2022-08-16 2022-11-15 苏州弘森药业股份有限公司 一种用于伤口快速愈合的磺胺嘧啶银水凝胶及其制备方法与应用
CN116042054A (zh) * 2023-01-05 2023-05-02 中国长江电力股份有限公司 用于水工金属构件的二维阻隔防护涂料及制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140193360A1 (en) * 2011-11-21 2014-07-10 Innotherapy Inc. Hydrogel comprising catechol group-coupled chitosan or polyamine and poloxamer comprising thiol group coupled to end thereof, preparation method thereof, and hemostat using same
CN107118357A (zh) * 2017-05-15 2017-09-01 哈尔滨工业大学 一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料及其制备方法
CN109513038A (zh) * 2018-12-14 2019-03-26 华南理工大学 负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶及其制备方法
CN112220959A (zh) * 2020-10-29 2021-01-15 华南理工大学 一种铜基mof水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法与应用
CN112250887A (zh) * 2020-09-01 2021-01-22 华南理工大学 铜金属有机骨架纳米粒子功能化水凝胶及其制备方法与应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140193360A1 (en) * 2011-11-21 2014-07-10 Innotherapy Inc. Hydrogel comprising catechol group-coupled chitosan or polyamine and poloxamer comprising thiol group coupled to end thereof, preparation method thereof, and hemostat using same
CN107118357A (zh) * 2017-05-15 2017-09-01 哈尔滨工业大学 一种儿茶酚壳聚糖自愈合水凝胶材料及其制备方法
CN109513038A (zh) * 2018-12-14 2019-03-26 华南理工大学 负载铜金属有机骨架纳米粒子的温敏水凝胶及其制备方法
CN112250887A (zh) * 2020-09-01 2021-01-22 华南理工大学 铜金属有机骨架纳米粒子功能化水凝胶及其制备方法与应用
CN112220959A (zh) * 2020-10-29 2021-01-15 华南理工大学 一种铜基mof水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张高奇等: "海藻酸钠/聚( N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及性能研究", 《功能高分子学报》 *
戎晨亮等: "温敏性SA/P（NIPAM-co-AM）水凝胶分子运动的固体核磁共振研究", 《功能高分子学报》 *
陈曦等: "绿色化学方法合成儿茶酚-壳聚糖水凝胶的应用", 《厦门大学学报（自然科学版）》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115337447A (zh) * 2022-08-16 2022-11-15 苏州弘森药业股份有限公司 一种用于伤口快速愈合的磺胺嘧啶银水凝胶及其制备方法与应用
CN115337447B (zh) * 2022-08-16 2024-02-06 苏州弘森药业股份有限公司 一种用于伤口快速愈合的磺胺嘧啶银水凝胶及其制备方法与应用
CN116042054A (zh) * 2023-01-05 2023-05-02 中国长江电力股份有限公司 用于水工金属构件的二维阻隔防护涂料及制备方法和应用

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