CN114652889A - 一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料及其制备方法与应用，涉及一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料，其由氧化超支化聚缩水甘油醚和壳聚糖复合溶液混合通过席夫碱反应与氢键交联协同作用形成凝胶。本发明所得水凝胶敷料成胶时间迅速，兼具自愈合性，电刺激响应性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌具有良好的抗菌性能，同时优异的生物相容性。本发明制得的水凝胶敷料在创伤修复药物和/或绷带方面表现出优异的效果，不仅对伤口有止血、保湿和抑菌作用，且能协同电刺激促进伤口愈合，并实现了对人体活动部位运动情况的检测。

Description

一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，涉及一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料及其制备方法与应用。
背景技术
敷料通常是指暂时覆盖伤口，为伤口提供保护的医用材料。在组织受到外界伤害时，会引起体液流失下降和免疫力下降导致的感染，从而引起各种并发症。因此在组织损伤时选择合适的敷料，不仅伤口的出血可以有效地得到控制，而且还可以防止感染和吸收分泌物，从而促进创面的愈合进程，大大缩短创面的愈合时间。以凝胶材料为基体的医用创口敷料是近年来逐渐发展起来的新型医用材料，成为了目前医用材料领域的研究热点。
水凝胶是一类粘弹性材料，其含水量非常高(约有70～99％)，保留在交联聚合物网络中。水凝胶的高含水量和粘弹性与天然组织相似，水凝胶敷料具有以下优点：①吸水性好，可吸收创面渗出液并保持湿润的环境；②表面光滑，可与伤口很好地贴合又不会黏连，避免细菌感染；③生物相容性好；④可装载多种抗菌剂提高抗菌性能。因此，水凝胶材料在组织工程与再生医学领域得到了广泛的研究与应用。
作为外科止血敷料，当人体出现急性组织破裂状况及伤口呈现不规则状时，急需创口敷料对创口进行止血及对破裂组织进行密封。此时，快速凝胶化的水凝胶从液相到凝胶相的转变时间很短，能够快速凝胶化，可以有效地覆盖伤口表面的快速凝胶，及时防止外部有害和有毒物质的入侵，起到及时封闭伤口止血作用。因此，具有快速成型的新型水凝胶伤口敷料的研发尤为重要。快速凝胶的水凝胶对于皮肤伤口愈合具有潜在的敷料作用。目前，一般水凝胶的凝胶时间较长，这通常阻碍了水凝胶在生物医学领域中的应用。例如，对于用于凝胶形成的四臂聚(乙二醇)(tetra-PEG)凝胶，凝胶化大约需要7小时，这远远超过了可能的手术时间，所以制备快速成型的水凝胶迫在眉睫。
近年来，导电材料在伤口护理和皮肤组织工程中的应用为加速伤口愈合、增强抗菌活性和控制药物给药等提供了新的机会。皮肤出现伤口时，伤口愈合过程中，通过跨上皮电位的差异，自然并持续产生内源性直流电场。这种生理电场可以作为积极调节细胞行为(如细胞粘附)的重要指南，包括增殖、迁移和分化，以促进伤口愈合和组织再生。受伤口部位内源性EFS(电场)作用的启发，外源性电刺激(ES)模仿内源性EFS的自然伤口愈合机制，加速皮肤再生；它的应用已经成为一种有吸引力的伤口护理辅助手段。目前，ES的作用已被证明能促进细胞活动，包括细胞粘附、增殖、迁移和易兴奋细胞的分化，并能积极促进血管生成、改善血液循环、下调炎症、促进肉芽组织形成和胶原合成。
目前，临床上使用最多的仍然是被动型敷料、惰性敷料，即被动覆盖创面和吸收渗出物，为创面提供有限的保护作用，其主要由医用脱脂棉纱布、棉花、亚麻布、软麻布加工而成，主要产品包括纱布、绷带、棉垫等。传统敷料具有明显缺陷，如止血效果不佳；吸收创面渗出液能力有限；无法为伤口周围保持湿润的环境，致使创面愈合延迟；本身干燥缺水容易粘着创面、更换时会造成再次机械性损伤；敷料中纤维容易脱落，造成异物反应；外界环境微生物容易通过、易交叉感染等。此外，大多数传统敷料不具有电活性，在愈合过程中无法对生理电信号或伤口部位的外部ES作出反应。因此，急需开发一种具有止血、抗菌、透湿、透气、维持创面湿润、不与伤口粘连等性能优异的新型医用伤口敷料。
发明内容
本发明目的在于解决传统敷料为创面提供的保护作用有限，如止血效果不佳；吸收创面渗出液能力有限；无法为伤口周围保持湿润的环境，致使创面愈合延迟；本身干燥缺水容易粘着创面、更换时会造成再次机械性损伤；敷料中纤维容易脱落，造成异物反应；外界环境微生物容易通过、易交叉感染等问题。
基于上述目的，本发明提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料及其制备方法与应用来解决本领域内的这种需要。
一方面，本发明涉及一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法，其包括：将所述氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于PBS中，控制溶液中的氧化超支化聚缩水甘油醚与壳聚糖质量比为1:0.5～1:1.5，在20～40℃条件下与所述壳聚糖复合溶液进行混合，得到所述水凝胶敷料；
所述氧化超支化聚缩水甘油醚的结构如式(Ⅰ)所示
Figure BDA0003560533990000041
进一步地，本发明提供的超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法中，所述氧化超支化聚缩水甘油醚的制备方法包括：取缩水甘油使用阴离子聚合法制备超支化聚缩水甘油醚，旋蒸提纯；以质量比计，取配比为1:1.5的超支化聚缩水甘油醚与高碘酸钠在避光条件下反应24h，加入乙二醇终止反应，得到混合物，对所述混合物透析60h，冻干60h。
进一步地，本发明提供的超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法中，所述的氧化超支化聚缩水甘油醚的氧化度为52％。
进一步地，本发明提供的超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法中，所述壳聚糖复合溶液的制备方法包括：以质量份计，将1份类人源胶原蛋白，20份超支化聚缩水甘油醚，0份～10份的MXene和0份～10份的石墨烯，加入补足100份的3％壳聚糖溶液中，搅拌混合均匀；以质量比计，所述MXene和石墨烯配比为1:1。
进一步地，本发明提供的超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法中，所述的壳聚糖分子量为30KDa。
进一步地，本发明提供的超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法中，所述的类人源胶原蛋白的分子量为38359Da；以分子量计，所述的类人源胶原蛋白中氨基酸包含：2.9％Ala(A)、10.2％Asp(N)、10.2％Gln(Q)、5.1％Glu(E)、33.3％Gly(G)、5.8％Lys(K)、23.1％Pro(P)、9.0％Ser(S)、0.2％Thr(T)。
进一步地，本发明提供的超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法中，所述氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于PBS中，其质量浓度范围为0.5～1.5mg/mL。
另一方面，本发明涉及一种水凝胶敷料，其采用上述方法制备；所述水凝胶敷料凝胶时间为42～45s。
本发明提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料，其由超支化聚缩水甘油醚与壳聚糖提供的化学交联网络，超支化聚缩水甘油醚提供的物理交联网络，类人源胶原蛋白提供的高度生物相容性与MXene和石墨烯提供的导电网络所构成。本发明提供的超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料用于擦伤，刺伤，断裂伤，烧伤等医疗状况下的治疗及治疗监测时表现优异。由此，本发明进一步请求保护所述水凝胶敷料在制备创伤修复药物中的应用；一种创伤修复药物，其包含本发明提供的水凝胶敷料。
与现有技术相比，本发明的有益效果或优点：
本发明所得水凝胶敷料成胶时间迅速，兼具自愈合性，电刺激响应性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌具有良好的抗菌性能，同时优异的生物相容性。本发明制得的水凝胶敷料在创伤修复药物和/或绷带方面表现出优异的效果，不仅对伤口有止血、保湿和抑菌作用，且能协同电刺激促进伤口愈合，并实现了对人体活动部位的运动情况的检测。
附图说明
图1为超支化聚缩水甘油醚制备过程示意图。
图2为超支化聚缩水甘油醚的结构红外图。
图3为氧化超支化聚缩水甘油醚的结构红外图。
图4为水凝胶实物照片。
图5为水凝胶凝胶时间对比图。
图6为水凝胶截面微观形貌图。
图7为抑菌圈法测试水凝胶抗菌性实物照片；(a1)为3％壳聚糖溶液对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(a2)为3％壳聚糖溶液对金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(b1)为实施例2的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(b2)为实施例2的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(c1)为实施例3的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(c2)为实施例3的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(d1)为实施例4的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(d2)为实施例4的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(e1)为实施例5的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(e2)为实施例5的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果。
图8为水凝胶的电学信号数值图。
图9为水凝胶的细胞存活率的效果图。
图10为全皮层缺损小鼠模型水凝胶的伤口愈合图；(a1)、(a2)、(a3)为空白对照组在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(b1)、(b2)、(b3)为实施例组2在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(c1)、(c2)、(c3)为实施例组3在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(d1)、(d2)、(d3)为实施例组4在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(e1)、(e2)、(e3)为实施例组5在1d、5d、10d时的伤口愈合情况。
图11为全皮层缺损小鼠模型水凝胶加电刺激的伤口愈合图；(a1)、(a2)、(a3)为空白对照组在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(b1)、(b2)、(b3)为阳性对照组在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(c1)、(c2)、(c3)为实施例组1在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(d1)、(d2)、(d3)为实施例组2在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(e1)、(e2)、(e3)为实施例组3在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(f1)、(f2)、(f3)为实施例组4在1d、5d、10d时的伤口愈合情况。
具体实施方式
下面，结合实施例对本发明的技术方案进行说明，但是，本发明并不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例提供了氧化超支化聚缩水甘油醚的制备过程。
氧化超支化聚缩水甘油醚的具体制备原理如图1所示。
取缩水甘油使用阴离子聚合法制备超支化聚缩水甘油醚，90℃，2h旋蒸提纯。取超支化聚缩水甘油醚与高碘酸钠质量比为1:1.5在避光条件下反应24h，加入乙二醇终止反应，得到混合物，对混合物使用分子量为3KDa的透析袋进行60h的透析，冻干60h，得到氧化超支化聚缩水甘油醚。
VECTOR-22FT-IR光谱仪上记录了超支化聚缩水甘油醚和氧化超支化聚缩水甘油醚在4000～400cm-1范围内的FT-IR光谱，测试制样时，在40℃真空烘箱中，-0.08MPa下干燥KBr，将样品在玛瑙研钵中混合研磨，随后取少量进行压片。所有样品经冷冻处理消除水分后滴在KBr压片上，在红外光谱仪上对所有样品分别进行FT-IR测试。本实施例制得超支化聚缩水甘油醚的结构红外图如图2所示。本实施例制得氧化超支化聚缩水甘油醚的结构红外图如图3所示。
实施例2
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法。
本实施例所用氧化超支化聚缩水甘油醚来源于实施例1。
本实施例所用类人源胶原蛋白的分子量为38359Da，氨基酸含量如表1所示。
表1，类人源胶原蛋白中氨基酸的含量
Figure BDA0003560533990000081
Figure BDA0003560533990000091
以质量份计，将1份类人源胶原蛋白，20份超支化聚缩水甘油醚，加入79份3％壳聚糖溶液中，搅拌混合均匀，得到壳聚糖复合溶液。将氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于0.01M的PBS溶液中，然后在20～40℃条件下与壳聚糖复合溶液进行混合，控制溶液中的氧化超支化聚缩水甘油醚与壳聚糖质量比为1:0.5。
实施例3
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法。
本实施例所用氧化超支化聚缩水甘油醚来源于实施例1，本实施例所用类人源胶原蛋白同实施例2。
以质量份计，将1份类人源胶原蛋白，20份超支化聚缩水甘油醚，加入79份3％壳聚糖溶液中，搅拌混合均匀，得到壳聚糖复合溶液。将氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于0.01M的PBS溶液中，然后在20～40℃条件下与壳聚糖复合溶液进行混合，控制溶液中的氧化超支化聚缩水甘油醚与壳聚糖质量比为1:1.5。
实施例4
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法。
本实施例所用氧化超支化聚缩水甘油醚来源于实施例1，本实施例所用类人源胶原蛋白同实施例2。
以质量份计，将1份类人源胶原蛋白，20份超支化聚缩水甘油醚，10份MXene，10份石墨烯，加入59份3％壳聚糖溶液中，搅拌混合均匀，得到壳聚糖复合溶液。将氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于0.01M的PBS溶液中，然后在20～40℃条件下与壳聚糖复合溶液进行混合，控制溶液中的氧化超支化聚缩水甘油醚与壳聚糖质量比为1:1。
实施例5
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法。
本实施例所用氧化超支化聚缩水甘油醚来源于实施例1，本实施例所用类人源胶原蛋白同实施例2。
以质量份计，将1份类人源胶原蛋白，20份超支化聚缩水甘油醚，10份MXene，10份石墨烯，加入59份3％壳聚糖溶液中，搅拌混合均匀，得到壳聚糖复合溶液。将氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于0.01M的PBS溶液中，然后在20～40℃条件下与壳聚糖复合溶液进行混合，控制溶液中的氧化超支化聚缩水甘油醚与壳聚糖质量比为1:1.5。
实施例6
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的凝胶试验。
分别将实施例2～5的水凝胶敷料置于10mL玻璃瓶中，使用秒表进行观察其反应时间，直至形成水凝胶，记录其凝胶时间。分别将Liang J所述方法(Liang J,Zhang X,ChenZ,et al.Thiol–Ene Click Reaction Initiated Rapid Gelation of PEGDA/SilkFibroin Hydrogels[J].Polymers.2019,11(12):2102.)制得的水凝胶、Zhu J所述方法(Zhu J,Jiang G,Hong W,et al.Rapid gelation of oxidized hyaluronic acid andsuccinyl chitosan for integration with insulin-loaded micelles and epidermalgrowth factor on diabetic wound healing[J].Materials Science and Engineering:C.2020,117:111273.)制得的水凝胶、Li S所述方法(Li S,Wang L,Zheng W,et al.RapidFabrication of Self-Healing,Conductive,and Injectable Gel as Dressings forHealing Wounds in Stretchable Parts of the Body[J].Advanced FunctionalMaterials.2020,30(31):2002370.)制得的水凝胶、Kim S H所述方法(Kim S H,Lee SH,Lee J E,et al.Tissue adhesive,rapid forming,and sprayable ECM hydrogel viarecombinant tyrosinase crosslinking[J].Biomaterials,2018:S0142961218303247.)制得的水凝胶、Liu Q所述方法(Liu Q,NJi,Xiong L,et al.Rapid gelling,self-healing,and fluorescence-responsive chitosan hydrogels formed by dynamiccovalent crosslinking[J].Carbohydrate Polymers,2020,246:116586.)制得的水凝胶，置于10mL玻璃瓶中，使用秒表进行观察其反应时间，直至形成水凝胶，记录其凝胶时间。
试验过程如图4所示，水凝胶敷料的凝胶试验结果如图5所示。本发明制得的水凝胶敷料的凝胶时间平均为45s，与各对比试验相比，凝胶时间较为快速。与本发明提供的水凝胶辅料凝胶时间相近的是Liu Q所述方法制得的水凝胶和Kim S H所述方法制得的水凝胶。但Liu Q所述方法制得的水凝胶凝胶化时间小于30s，凝胶时间过于快速，不利于在常规止血中使用，且无法检测电信号。Kim S H所述方法制得的水凝胶主要适用于注射和喷洒，没有灭菌作用，且无法检测电信号。
实施例7
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的微观形态。
利用中科院仪器厂的1000B型扫描电子显微镜对实施例5提供的水凝胶敷料的表面形貌进行观察。将实施例5提供的水凝胶敷料样品冷冻干燥，用液氮脆断，在凝胶样品进行喷金处理后测试。样品观察在10kV的加速电压下进行，对样品的形貌进行观察并拍照。所述水凝胶敷料的微观形态如图6所示。
实施例8
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的抗菌试验。
采用抑菌圈法对水凝胶敷料的抗菌性进行评价。称取蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L、NaCl 10g/L溶解于去离子水中，将其置于121℃高压蒸汽灭菌锅中20min进行灭菌操作。将大肠杆菌(E.coil)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)接种至灭菌后的培养基中，37℃、200r/min摇床培养24h。将菌液通过移液枪移至培养基中，并涂布均匀，将规整圆片状样品(质量控制为25mg+0.3mg)置于培养基中，在恒温恒湿培养箱中倒立培养24h后进行观察。各抑菌样品分别为实施例2～5的水凝胶敷料，3％壳聚糖溶液作为空白对照组。
试验结果如图7所示，(a1)为3％壳聚糖溶液对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(a2)为3％壳聚糖溶液对金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(b1)为实施例2的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(b2)为实施例2的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(c1)为实施例3的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(c2)为实施例3的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(d1)为实施例4的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(d2)为实施例4的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果；(e1)为实施例5的水凝胶敷料对大肠杆菌(E.coil)的抑菌圈实验结果，(e2)为实施例5的水凝胶敷料金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌圈实验结果。实验结果表明，本发明提供的水凝胶敷料有明显的抑菌圈，且相较纯壳聚糖面积更大，具有显著的抗菌效果。
实施例9
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的电信号传导试验。
为考察本实施例的传感信号，使用普林斯顿电化学工作站VersaStudio(P4000+，Amettek Co.，LTD.)评估其电信号。分别将实施例2、3、4的水凝胶敷料溶液倒入特定模具中，并在凝胶化后切割成5cm×1cm×2mm的固定形状。将泡沫镍带连接到导电凝胶的两端以形成应变传感器。随后，将传感器与水凝胶敷料连接到观察者的指关节(实施例2的水凝胶敷料)、腕部(实施例3的水凝胶敷料)、肘部(实施例4的水凝胶敷料)以检测电信号。
所述水凝胶敷料的电学信号数值试验结果如图8所示。由图8可得，本发明提供的水凝胶敷料在人体指关节、腕部、肘部能够检测到明显的电学信号，并且当手肘活动范围由45°变化为90°时，电信号出现了明显波动。
实施例10
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的生物相容性试验。
分别将实施例2～5的水凝胶敷料与CHL细胞直接接触，测定其生物相容性。将溶胀后的水凝胶切为同一尺寸(直径为10mm，厚度为2mm)，并用PBS模拟体液洗涤三次。将消毒后的水凝胶置于96孔板上中，加入1000mL完全生长培养基，然后将CHL细胞接种于96孔板上，细胞密度为20000个/孔。将96孔板置于温度为37℃，二氧化碳浓度为5％的加湿培养箱中培养。在加湿培养箱中培养24h后，吸出原来的培养基，将其更换为完全生长培养基。以完全生长培养基作为空白对照组，分别于1d，3d，5d各取出一块多孔板，用酶标仪检测各组在490nm处的吸光度数值(OD)。
所述水凝胶敷料的细胞存活率的效果试验结果如图9所示。与纯CHL细胞生长的空白对照组相比，本发明提供的水凝胶敷料上的CHL细胞生长情况均在第五天基本与空表对照组持平，表明本发明提供的水凝胶敷料对CHL细胞的生长无影响，没有细胞毒性，具有良好的生物相容性。
实施例11
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的的促进全皮层缺损小鼠模型水凝胶的伤口愈合试验。
采用来自于中国西安兵器工业卫生研究所的无特定病原体(SPF)常规大鼠(6-8周龄，80-220g)。保持18-26℃，12h的光/暗循环条件下，大鼠能够自由获取水及颗粒食品(江苏协通生物技术有限公司，中国南京)。此外，动物福利和实验程序严格按照《实验动物护理和使用指南》(中国陕西省科学技术厅，2016年)和兵器工业卫生研究所的相关伦理规定执行。具体实验方案是通过在SPF大鼠背部打孔从而形成一个长度为1cm的方形全层伤口，其次将具有全层伤口的大鼠分为2组，分别给予3％壳聚糖溶液(空白对照组)、本实施例2的水凝胶敷料(实施例组2)、本实施例3的水凝胶敷料(实施例组3)、本实施例4的水凝胶敷料(实施例组4)、本实施例5的水凝胶敷料(实施例组5)覆盖伤口，观察小鼠伤口的愈合情况并进行拍照记录。
所述水凝胶敷料的全皮层缺损小鼠模型水凝胶的伤口愈合情况如图10所示，(a1)、(a2)、(a3)为空白对照组在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(b1)、(b2)、(b3)为实施例组2在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(c1)、(c2)、(c3)为实施例组3在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(d1)、(d2)、(d3)为实施例组4在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(e1)、(e2)、(e3)为实施例组5在1d、5d、10d时的伤口愈合情况。与空白对照组相比，本发明提供的水凝胶敷料分别在1d、5d、10d时的伤口面积均小于空白组，伤口愈合情况均优于空白对照组，证实本发明提供的水凝胶敷料具有促进伤口愈合的功能。
实施例12
本实施例提供了一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料协调电刺激促进全皮层缺损小鼠模型水凝胶的伤口愈合试验。
采用来自于中国西安兵器工业卫生研究所的无特定病原体(SPF)常规大鼠(6-8周龄，80-220g)。保持18-26℃，12h的光/暗循环条件下，大鼠能够自由获取水及颗粒食品(江苏协通生物技术有限公司，中国南京)。此外，动物福利和实验程序严格按照《实验动物护理和使用指南》(中国陕西省科学技术厅，2016年)和兵器工业卫生研究所的相关伦理规定执行。具体实验方案是通过在SPF大鼠背部打孔从而形成一个长度为1cm的方形全层伤口，其次将具有全层伤口的大鼠分为3组，分别给予生理盐水(空白对照组)、3％壳聚糖溶液(阳性对照组)、实施例2提供的水凝胶敷料(实施例组1)、实施例3提供的水凝胶敷料(实施例组2)、实施例4提供的水凝胶敷料(实施例组3)、实施例5提供的水凝胶敷料(实施例组4)。在实验过程中对大鼠进行电刺激，大鼠培养1天后，对其进行为期7天的每隔24h的电刺激，在一个24h周期内，进行两次电刺激，持续1h，每次间隔1h，电场强度为100mV/mm(频率＝25Hz)。观察小鼠伤口的愈合情况并进行拍照记录。
所述水凝胶敷料的全皮层缺损小鼠模型水凝胶的伤口愈合情况如图11所示，(a1)、(a2)、(a3)为空白对照组在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(b1)、(b2)、(b3)为阳性对照组在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(c1)、(c2)、(c3)为实施例组1在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(d1)、(d2)、(d3)为实施例组2在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(e1)、(e2)、(e3)为实施例组3在1d、5d、10d时的伤口愈合情况，(f1)、(f2)、(f3)为实施例组4在1d、5d、10d时的伤口愈合情况。与空白对照组和阳性对照组相比，实施例组1～4的水凝胶敷料外加电刺激在大鼠第10d时伤口完全愈合，证明其具有显著的促进伤口愈合，皮肤再生的功能。
如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超支化聚缩水甘油醚水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括：将所述氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于PBS中，控制溶液中的氧化超支化聚缩水甘油醚与壳聚糖质量比为1:0.5～1:1.5，在20～40℃条件下与壳聚糖复合溶液进行混合，得到所述水凝胶敷料；
所述氧化超支化聚缩水甘油醚的结构如式(Ⅰ)所示
Figure FDA0003560533980000011
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述氧化超支化聚缩水甘油醚的制备方法包括：取缩水甘油使用阴离子聚合法制备超支化聚缩水甘油醚，旋蒸提纯；以质量比计，取配比为1:1.5的超支化聚缩水甘油醚与高碘酸钠在避光条件下反应24h，加入乙二醇终止反应，得到混合物，对所述混合物透析60h，冻干60h。
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述的氧化超支化聚缩水甘油醚的氧化度为52％。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述壳聚糖复合溶液的制备方法包括：以质量份计，将1份类人源胶原蛋白，20份超支化聚缩水甘油醚，0份～10份的MXene和0份～10份的石墨烯，加入补足100份的3％壳聚糖溶液中，搅拌混合均匀；
以质量比计，所述MXene和石墨烯配比为1:1。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖分子量为30KDa。
6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述的类人源胶原蛋白的分子量为38359Da；以分子量计，所述的类人源胶原蛋白中氨基酸包含：2.9％Ala(A)、10.2％Asp(N)、10.2％Gln(Q)、5.1％Glu(E)、33.3％Gly(G)、5.8％Lys(K)、23.1％Pro(P)、9.0％Ser(S)、0.2％Thr(T)。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述氧化超支化聚缩水甘油醚溶解于PBS中，其质量浓度范围为0.5～1.5mg/mL。
8.一种水凝胶敷料，其采用权利要求1所述的方法制备；所述水凝胶敷料凝胶时间为42～45s。
9.权利要求8所述水凝胶敷料在制备创伤修复药物中的应用。
10.一种创伤修复药物，其特征在于，包含权利要求8所述水凝胶敷料。
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