CN115887742B - 抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，可适用于复杂或慢性伤口创面愈合；该胶原基可注射自修复水凝胶通过采用氧化魔芋葡甘聚糖与胶原之间的动态席夫碱键交联，在此基础上再通过添加壳聚糖阻碍胶原分子发生自组装，从而制备得到具有极佳可自修复性能的胶原基可注射自修复水凝胶；其制备方法通过梯度实验发现凝胶前的pH调整为关键影响因素，最终制备得到极佳可注射性能和自修复性能的胶原基水凝胶产品。

Description

抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法

本申请为分案申请，原申请号为：202210006961.8，申请日：2022年3月15日，发明名称：一种胶原基可注射自修复水凝胶及其制备方法。

技术领域

本发明涉及胶原基生物医学材料技术领域，具体涉及一种胶原基可注射自修复水凝胶及其制备方法，可作为功能敷料适用于复杂或慢性伤口创面愈合。

背景技术

人口老龄化、烧烫伤、疾病以及手术等导致的复杂伤口、较大的组织坏死和缺损、以及糖尿病足溃疡导致的慢性伤口等现象呈日益增多的趋势。促进和辅助这些面积较大、难以愈合的复杂慢性伤口和创面逐渐愈合康复的功能性敷料材料是临床需求量最大的生物医学材料之一。

目前，越来越多的研究发现，可注射且自修复型水凝胶在临床应用中展示出了突出的优势。一方面，可注射的使用方式便捷，不仅可用于体表，还能以微创途径用于体内；另一方面，自修复型材料可以匹配不规则的缺陷形状并保持材料的连续性和完整性。对于具有较大不规则创面的复杂或慢性伤口、溃疡等的长期护理康复，可注射且自修复型水凝胶尤其适用。因为在缓慢的愈合过程中，每隔几天就需要更换创面上的敷料，这就要求旧的敷料要易于清除而不能紧粘在新愈合的创面上以造成二次创伤；同时要求敷料的更换操作要简便，可以快捷地涂覆在整个创面上，尤其是较大面积不规则形状的创面。凝胶的可注射性决定了其便于涂覆；凝胶的自修复性决定了凝胶被涂覆在创面或伤口上之后，可以修复隙缝而最终形成连续的完整凝胶层，达到对创面的保护和维持利于愈合的润湿微环境。这样的凝胶敷料材料在家中就能自行完成更换，不需要专业医务人员帮助。一方面在经济上、时间上和护理人力上为患者减轻了负担；另一方面也在一定程度上节约了公共医疗资源，减轻了医护人员的工作量。

基于可注射自修复水凝胶具有辅助复杂慢性创面或伤口持续康复愈合的适用性优势，从兼具优良的生物相容性和生物降解性出发，选择适宜的天然生物高分子来组合设计可注射自修复水凝胶敷料材料是目前功能敷料发展的趋势。在满足良好生物相容性的同时，还要求易于生物降解，因为较快的生物降解性有利于轻松便捷地更换和清除旧的敷料，避免二次创伤。

但是上述这类可注射自修复水凝胶通常不具有胶原组分或类胶原组分，因此主要具有以下的不足之处，其一，这类水凝胶由于主要是由非胶原的合成高分子或天然多糖类高分子，或这二者的复合体构成，细胞对这些凝胶材料的亲和性低得多，即细胞生物相容性不佳；其二，就算含有胶原的变性物明胶，由于明胶的分子结构已不具备胶原分子天然的三螺旋构象，而胶原分子天然的三螺旋构象表达着其独特的生物活性，因而明胶是不具有胶原分子的生物活性的。而大量研究结果表明，相较于明胶，具有特定生物活性的胶原分子对于创伤的愈合则表现出更好的促再生修改功能。

因此，基于上述缺陷，有研究者提出胶原基水凝胶的研究方向。胶原(Collagen)是动物细胞外基质的主要成分，约占动物体内蛋白质总量的25％～30％，广泛地存在于骨、腱、软骨和皮肤及其他结缔组织中，是动物体内含量最多的纤维状结构蛋白。作为一类天然生物高分子，胶原分子独特的三螺旋结构赋予了其优异的生物相容性、可生物降解性、低抗原性、细胞适应性和细胞增殖作用等生物学性能，以及特异的成凝胶性和力学性能。目前胶原被广泛地应用于生物医学材料、保健、化妆品和食品等领域。

胶原材料的评价研究结果表明，胶原不仅有利于自然的创面愈合，而且对于临床上的溃疡病变导致的慢性伤口、创面、褥疮等也可起到较好的局部治疗作用；同时，创伤愈合机理的深入研究发现，一种润湿的微环境更适于创伤组织的自我修复和再生，有利于实现理想的再生性修复，降低甚至避免瘢痕性修复。由于水凝胶具有亲水性大分子构建的三维网络仿生结构，有良好的保水性和孔隙性、能形成和保持适宜的湿性微环境，因而是促进伤口治疗和修复的理想材料。此外，水凝胶也是存储和递送药物和功能性纳米粒子的优良载体，可同时实现凝胶功能的多样化。

另一方面，胶原特有的三螺旋结构赋予了胶原大分子在体外生理条件下，可以自发地排列组装成三维贯通的纤维网络水凝胶。基于这样的性质，以胶原为基础的生物材料，通常利用物理共混或化学交联将胶原大分子与天然多糖大分子，如壳聚糖、海藻酸钠、透明质酸钠或合成高分子，如聚乳酸、聚乙二醇或聚乙烯醇等进行复合而得到胶原-多糖或胶原-合成高分子复合水凝胶。

在物理共混法中，通常以胶原为主要基础成分，以其他大分子为次要成分，或二者各占一半，依赖于中性胶原分子对温热响应的自组装行为为驱动力来实现纤维的共生长，从而得到胶原-壳聚糖复合纤维水凝胶(Xiaoliang Wang,Lin Sang, Dongmei Luo,XudongLi.From collagen–chitosan blends to three-dimensional scaffolds:Theinflfluences of chitosan on collagen nanofifibrillar structure and mechanicalproperty[J].Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 82(2011)233–240)。

也有采用循环冻融法来制备胶原基复合水凝胶，例如，胶原-壳聚糖-聚乙烯醇复合水凝胶和胶原-壳聚糖-岩藻多糖复合水凝胶(闫婷婷，孟雪萍，李文龙，汤克勇，一种新型胶原/壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶敷料，2016第十一届全国皮革化学品学术交流会暨中国皮革协会技术委员会第21届年会摘要集； Eco-friendly gels from marinebiopolymers,products and uses thereof,International Patent,PCT/IB2020/056341)。这种方法是利用胶原等大分子之间的多次取向而形成微结晶区，从而实现对几种大分子的物理交联。

还有利用电化学法来制备胶原基复合水凝胶(李盛，汪海波，何浪，张军涛，一种胶原-壳聚糖水凝胶及其制备方法，CN202010202330.4)。在胶原和壳聚糖的混合溶液中插入与电化学工作站连接的阴极和阳极，然后通过电化学工作站控制通电模式进行电沉积，得到胶原-壳聚糖水凝胶。

以上的各种物理方法或制备技术中，虽然胶原分子与壳聚糖等非胶原分子之间是依赖以分子链缠结、氢键或疏水键等非共价键来实现共组装或共沉积而生成复合纤维水凝胶，但这些水凝胶的三维网络是单向不可逆的定型网络，当施加剪切力的条件下，例如注射或挤压时，不能可逆地回到可注射的流体态；并且在被破坏后不能自我修复裂痕而重新恢复成整体性的凝胶。

因此，上述现有的胶原基水凝胶因其不具备可注射性和自修复性，在一定程度上仍然限制了胶原基水凝胶材料在生物医学治疗领域和医学美容领域的便捷应用。

鉴于胶原本身具备的优异生物相容性和特定生物活性，将胶原的优势性能进行整合利用，制备以胶原为主要成分的具有自我修复性和可注射性的胶原基水凝胶，具有极大的生物医学应用价值。

发明内容

本发明针对上述现有技术的缺陷，提供一种胶原基可注射自修复水凝胶及其制备方法，该胶原基可注射自修复水凝胶通过采用氧化魔芋葡甘聚糖与胶原之间的动态席夫碱键交联，在此基础上再通过添加壳聚糖阻碍胶原分子发生自组装，从而制备得到具有极佳可自修复性能的胶原基可注射自修复水凝胶；其制备方法通过梯度实验发现凝胶前的pH调整为关键影响因素，最终制备得到极佳可注射性能和自修复性能的胶原基水凝胶产品。

为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

一种胶原基可注射自修复水凝胶，按重量份数计，其原料主要包括以下组分：

胶原 100份；

壳聚糖 100～200份；

氧化魔芋葡甘聚糖 20～30份；

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万。

其中，所述胶原和壳聚糖根据制备成胶的目的和性能而选择不同的溶液浓度。为了便于胶原和壳聚糖与氧化魔芋葡甘聚糖进行席夫碱动态交联反应，本领域技术人员可根据具体的使用情况选择适当的氧化魔芋葡甘聚糖溶液浓度，并在所选择的胶原与壳聚糖为非固态时，选择适当的胶原与壳聚糖溶液浓度，以便于动态席夫碱交联反应的正常进行。此外，原料中的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖的重量份数都特指干重。

通常地，所述氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万，在满足上述氧化度及重均分子量的前提下，本领域技术人员可根据现有技术自行选择适宜的选择性氧化技术方式。其选择性氧化的原理是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基。为了更好地说明本发明，并提供一种优选的技术方案，所述氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖溶解后通过高碘酸钠选择性氧化所得。

进一步地，所述氧化魔芋葡甘聚糖的制备方法具体包括以下步骤：

配置质量浓度为0.5～3％的魔芋葡甘聚糖溶液，将高碘酸钠溶液加入魔芋葡甘聚糖溶液中，使得高碘酸钠在溶液中的终浓度为5～20mM，反应温度为 25～40℃，在避光的条件下搅拌反应6～12h；反应时间到达后，加入乙二醇溶液搅拌15～30分钟终止反应；将所得的溶液在纯水中透析12～48小时后冷冻干燥，即得到氧化魔芋葡甘聚糖产物。

上述魔芋葡甘聚糖通过高碘酸钠进行氧化的反应原理示意如下：

其中，所述氧化度可通过盐酸羟胺法测定所得，本领域技术人员也可根据实际条件和生产规模选择适宜的测定方式。为了更好地说明本发明，在实验室条件下，具体测定方式可参考如下：

称取1.74g的盐酸羟胺于盛有80mL去离子水的100mL容量瓶中，加入 0.05％甲基橙溶液1mL，用去离子水定容。将0.1g冻干后的氧化魔芋葡甘聚糖粉末溶于25mL的上述溶液中，在温度40℃下孵育4h。再逐滴加入NaOH溶液(0.1 mol/L)，记录溶液由红色变为黄褐色时所消耗的NaOH溶液体积，然后按下式计算氧化度OD(公式1)。

式中：

C：滴定时所用NaOH的浓度，mol/L；

V：滴定时所用NaOH的体积，L；

M：称取的氧化产物的质量，g；

360：氧化魔芋葡甘聚糖重复单元的分子质量，g/mol。

其中，所述胶原为动物源性胶原，通常地，本领域技术人员可以根据实际应用选择合适的胶原来源。优选地，所述胶原采用从猪皮或牛皮或鱼皮或牛跟腱中提取的Ⅰ型胶原。

本发明的技术原理如下：

首先，现有技术中胶原基水凝胶非可逆性及非自修复性是由这类胶原基水凝胶的形成机制所决定的，胶原的化学交联是通过在胶原分子内或分子间的活性基团之间生成共价交联键而形成较稳定的网络结构，例如常用碳化二亚胺或戊二醛等进行化学交联。这些化学交联虽然改善了水凝胶网络的力学性能和稳定性等，但同时也束缚了分子链的流动性而失去了可注射性，并且网络一旦被破坏出现裂纹，同样也不能自我修复，从而失去水凝胶结构的完整性。

因此，要实现胶原基水凝胶的可逆性及自修复性，其水凝胶的化学键交联需实现可逆性。

本发明采用了动态席夫碱键的交联方式，由于动态席夫碱键是动态可逆的，因而能够产生自修复性能，同时也能进一步限制胶原分子的自由运动以削弱其自组装能力，从而不能顺利形成不可逆的胶原纤维。经对照实验，本发明选择生物相容性良好、成本低廉且来源丰富的氧化魔芋葡甘聚糖作为柔性大分子交联剂。此外将氧化魔芋葡甘聚糖作为交联剂在应用于敷料时也具有更好的效果，在传统中医药典籍里，魔芋常被用于治疗烧伤以及皮肤疾病，而魔芋葡甘聚糖是魔芋的主要多糖成分。

而为了实现动态席夫碱键的交联方式，选择对魔芋葡甘聚糖分子进行选择性氧化，将分子链上的糖环C-2,3位上的一个羟基氧化成醛基，因而氧化魔芋葡甘聚糖分子链具有一定数量的醛基，可以与氨基形成席夫碱键。在本发明的pH 5.0～6.5条件下，所形成的席夫碱键是动态的共价交联键，在流变学性能上会有典型的剪切稀化效应即可注射性(见说明书附图1)和自我修复效应(见说明书附图2)；并且进一步的，经实验证实，本发明其中一种优选的技术方案中，对于不同浓度的魔芋葡甘聚糖，只要高碘酸钠氧化条件相同，其氧化产物的物理化学性质(醛基含量、重均分子量的范围等)均相似，因而可重复性较好；此外，魔芋葡甘聚糖分子链是有一定支化程度的柔性大分子，与胶原有很好的协同复合作用，能够增加胶原等刚性分子体系的韧性，以利于胶原基水凝胶适用于多场景的应用模式。

但是值得重点说明的是，虽然通过席夫碱键实现了胶原基水凝胶的可逆化学键交联，制备所得的胶原基水凝胶具备了可注射性及自修复性，但本发明的发明人发现，在仅通过胶原和氧化魔芋葡甘聚糖之间席夫碱键的交联方式，制备所得自修复水凝胶的自修复耗时长达1～2h，严重制约了其实际应用效果和可行性。

经进一步分析推测，这可能是因为胶原属于天然蛋白质，其分子链上具有一定数量的氨基；而胶原分子独特的三螺旋结构赋予了胶原分子特异的成凝胶性能：在体外，只要达到生理pH值和室温至生理温度的条件，胶原分子即可迅速发生取向排列的自组装，从而由单个分子自组装形成三维的纤维网络。触发胶原分子发生这种自组装行为的浓度下限为0.1％(wt/wt)。即是说，只要环境条件适宜，胶原分子很容易发生自组装成纤维，但这样的纤维所构成的水凝胶是不可逆的，即凝胶破裂后没有自我修复能力。因此，基于胶原分子自组装性质形成的水凝胶不是自修复型水凝胶，只是不可逆型水凝胶，包括背景技术中所述的各种传统方法制备的含有胶原成分的水凝胶，均属于不可自我修复的水凝胶。

因此，虽然通过席夫碱键实现了胶原基水凝胶的可逆化学键交联，但因胶原分子本身特性，其自修复性及可注射性仍存在显著的缺陷，因而该类技术产品仍停留于实验室阶段，无法转化为实际可行的工业产品。

经本发明的发明人研究发现，如果在胶原分子之间嵌入一定量的其他大分子，则会影响甚至阻碍胶原分子发生取向排列，从而不能顺利发生自组装成纤维，从而推测这对于将胶原制备成具有自修复性能的水凝胶是有利的。本发明选择了生物相容性良好的壳聚糖分子与胶原分子进行复合，以阻碍胶原分子发生自组装。需要重点说明的是，这与背景技术中提到胶原大分子与天然多糖大分子进行交联复合是明显不同的。本发明技术方案中，壳聚糖与胶原之间的关联，是由于在低pH的酸性条件下，胶原分子和壳聚糖分子都是带净正电性的阳离子聚电解质，当壳聚糖占比达到特定的比例范围值时，就会起到显著的阻碍胶原分子自组装的作用，从而有利于胶原分子与大分子交联剂氧化魔芋葡甘聚糖分子形成动态交联键为主，从而实现具备优异的自修复性和可注射性，避免了胶原分子之间发生不可逆性的自组装而形成背景技术中提到的不可逆凝胶。

此外，通过梯度实验还发现，为了起到阻碍胶原分子作用，壳聚糖的用量是有要求的。如果壳聚糖用量偏少，则无法起到阻碍胶原分子发生自组装的作用；如果壳聚糖用量偏大，则因胶原占比显著降低，胶原自身的优势不能体现出来，失去了胶原基水凝胶本身添加意义，这在细胞实验的结果中也得到验证(见说明书附图3)。

并且因为壳聚糖的添加，也会对氧化魔芋葡甘聚糖与胶原之间的席夫碱键交联关系产生影响，因而胶原、氧化魔芋葡甘聚糖、壳聚糖三者之间的适宜用量比例是最重要和关键的。并且因为席夫碱键反应程度并非是100％的，因此替换魔芋葡甘聚糖为其他席夫碱键组分同样会造成影响，同样的，采用其他非壳聚糖的大分子组分，在相当的配比下是否能够起到同样的目的和效果也是未知的。基于此本发明仅保护基于实验验证的内容。

通过大量实验，本发明的发明人最终发现当胶原、氧化魔芋葡甘聚糖、壳聚糖的配比满足本发明所限定的范围时，制备所得胶原基水凝胶的自修复性、可注射性均达到较佳的效果，并且因为胶原的占比较大，保留了胶原自身所具有的优异特性。

值得重点说明的是，在确定了胶原及氧化魔芋葡甘聚糖的添加比例后，经进一步的梯度实验，本发明的发明人发现壳聚糖的添加量将极大影响到制备所得胶原基水凝胶的自修复性能尤其是自修复所需时间。

当壳聚糖为100～125份时，制备所得胶原基水凝胶的自修复所需时间平均约为8分钟。

当壳聚糖为125～150份时，制备所得胶原基水凝胶的自修复所需时间平均约为6分钟。

当壳聚糖为150～175份时，制备所得胶原基水凝胶的自修复所需时间平均约为4分钟。

当壳聚糖为175～200份时，制备所得胶原基水凝胶的自修复所需时间平均约为2分钟。

值得说明的是，测定本发明水凝胶的自修复所需时间是通过取2ml胶原-壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖复合液，注入圆柱型的模具中成型，然后将该圆柱形水凝胶切割成独立的两等份，再将这两块水凝胶叠放在一起，用秒表测定这两块水凝胶融合成整一体的时间，该时间以镊子夹起凝胶边缘悬在空中能承受修复后整体水凝胶自身重量为修复终点。

可明显看出，随壳聚糖的添加比例增加，其阻碍胶原自组装的能力越强，制备所得水凝胶的自修复性能越高，但是随壳聚糖的添加比例增加，势必会影响到胶原本身的添加占比，从而削减胶原基水凝胶中胶原所带来的优势性能。通过上述实际实验，也侧面说明了自修复所需时间也会大幅影响到产品在实际使用(尤其是作为敷料使用时)的实用性。而现有研究报道中未见针对自修复所需时间进行测定，该类实验室产品均仅停留在阐述其自修复性的有无层面上，这可能也是该类产品无法转化为实际可行的工业产品的原因之一。

通常地，本发明所述胶原基可注射自修复光热水凝胶的原料组分还可包括功能性助剂，从而赋予该水凝胶更多的功能性。本领域技术人员可根据本领域常规所使用的功能性助剂，包括药物活性分子例如青蒿素、姜黄素等，以及功能纳米粒子，例如银纳米粒子、金纳米粒子、超顺磁氧化铁纳米粒子、荧光小分子等，并按照该功能性助剂所需添加比例进行添加。注意的是，通常建议选择添加比例较低的功能性助剂，从而最大程度保留原胶原占比，从而保障产品具有更多的胶原有益特性。

为了更好地说明本发明，并提供一种优选的技术方案：

进一步地，为了适于将本发明所述胶原基可注射自修复光热水凝胶应用于医疗敷料领域，所述胶原基可注射自修复光热水凝胶的原料组分还包括1～10份的银纳米粒子，从而赋予抗菌性能和光热性能。

通常地，所述银纳米粒子来源为市售功能助剂或根据现有技术自行制备得到。为了更好地说明本发明，并提供一种可供参考的自制银纳米粒子方法，所述银纳米粒子是通过植物多酚原位还原制备得到。具体为：在剧烈搅拌条件下将饱和的单宁酸、或没食子酸、或原花青素、或儿茶素溶液与硝酸银水溶液混合；随后使用氢氧化钠溶液将pH值调整到碱性，最后将混合溶液避光搅拌30～120min，等待溶液冷却至室温后，用透析袋纯化后冷冻干燥，即得银纳米粒子。

注意的是，由于本发明组分中利用了壳聚糖阻碍胶原分子发生自组装的原理，基于此其制备方法中的pH值将极大的影响到制备所得产品的自修复性能及机械性能各方面。经实际梯度实验发现，其凝胶前的pH调整为关键因素，若该 pH调整太低(低于4.5)，则会大幅影响产品的机械性能，若该pH调整过高(高于6.5)，则会大幅影响产品的自修复性能。

因此，为了更好地说明本发明，并提供一种配套的制备方法：

上述胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

胶原 100份；

壳聚糖 100～200份；

氧化魔芋葡甘聚糖 20～30份；

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂后，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合10～30分钟，最后调节混合体系的pH值至5.0～6.5进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

其中，步骤(2)中所述溶剂，本领域技术人员可根据胶原基可注射自修复光热水凝胶的流变学性能、外观形态、生物相容性等不同的需求，参考现有胶原基水凝胶制备工艺自行选择适宜的溶剂及浓度。

为了更好地说明本发明，并提供优选的技术方案：

优选地，为了获得生物相容性良好的胶原基可注射自修复光热水凝胶，所述胶原溶解于pH2.5～3.0的柠檬酸溶液、苹果酸溶液、乳酸溶液、盐酸溶液、磷酸溶液中任意一种。其中，胶原的质量浓度为0.5～2wt％，进一步优选为1wt％。

壳聚糖的溶剂可选择与胶原所用溶剂一致，其中壳聚糖的质量浓度为 0.5～2wt％，进一步优选为2wt％。

优选地，为了使得氧化魔芋葡甘聚糖与胶原和壳聚糖之间的动态席夫碱交联键数量更加紧密，所述氧化魔芋葡甘聚糖溶解于中性的纯水中，配置为中性的氧化魔芋葡甘聚糖溶液，其中氧化魔芋葡甘聚糖溶液的质量浓度为1～3wt％，进一步优选为2.4wt％。

通过上述制备步骤，最终所制得的胶原基水凝胶具有良好的可注射并自修复性能、体外细胞生物相容性和体内生物相容性。

经测试，在其中一种优选的技术方案指导下，制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶，应变振幅扫描显示水凝胶在应变量达到197％时发生溶胶凝胶转变，在高剪切速率(100s^-1)下显示出优异的剪切稀化特性。自修复时间测定显示水凝胶最多在90秒内快速的自修复成整体。在添加银纳米粒子的优选技术方案中，水凝胶在近红外光十分钟内的照射下升温21.5℃(见说明书图4)，光热转化效率达到27.5％；光热协同抗菌使得水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀伤效果高达99％(见说明书附图5)。同时，动物实验表明面对金黄色葡萄球菌感染伤口能有效修复创面，14天内修复创面96.7％，并且温和的热疗性能，改善整个创面区域的血液循环，促进复杂或慢性创面实现再生性修复而避免瘢痕性修复 (见说明书附图6、图7和图8)。

相较于传统的胶原水凝胶及胶原基水凝胶，本发明保持了胶原分子本身的优异生物活性和生物相容性，并在此基础上，通过在特定的比例范围内调节胶原、氧化魔芋葡甘聚糖、壳聚糖三者的质量比例，在解决了优异生物相容性和易降解性的前提下，实现了胶原占比达到三分之一以上的胶原基水凝胶同时具备可注射性和自修复性能的目的，以使该胶原基水凝胶适用于不规则形状的大面创伤和创面的涂覆贴附从而迅捷地达到完整覆盖和保护；与此同时，在一种优选的技术方案中，对该胶原基水凝胶内部嵌入银纳米粒子以赋予水凝胶以更好的抗菌性和温和的光热效能，实现可注射自修复胶原基水凝胶的光热抗菌性能和光热理疗性能。

附图说明

图1为本发明实施例1制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶的流变学表征图及实物注射照片。其中，图(a)为胶原基可注射自修复光热水凝胶的流变学表征图：水凝胶粘度与所受剪切力变化的关系，剪切力的大小与粘度呈现反比关系，证明水凝胶具有优异的可注射性；图(b)为26G注射器注射水凝胶的现场照片。

图2为本发明实施例1制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶的流变学表征图及自修复演示照片。图(a)为胶原基可注射自修复光热水凝胶的流变学表征：水凝胶周期性的阶跃应变扫描，水凝胶随着重复周期下的应变作用而发生相应的溶胶-凝胶转变，显示出优异的自修复性；图(b)为两块独立水凝胶在接触后修复融合为一体，证明本发明水凝胶优异的自我修复性能。

图3为本发明实施例1制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶以及对比例 2制备所得不含胶原的壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶的细胞培养实验对比照片。图(a)为在不含胶原的壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶表面进行细胞培养时，因凝胶在培养基溶液中会崩解成碎片而无法提供必要的力学支撑，细胞无法找到可依附贴壁的落脚点即材料基底；图(b)为胶原基可注射自修复光热水凝胶可提供细胞生长所必需的支架基底，凝胶可支持细胞正常贴壁生长。

图4为本发明实施例1、5～8制备所得含有不同浓度的银纳米粒子的胶原基可注射自修复水凝胶在808nm近红外辐照下产生的热红外对比图像。

图5为本发明实施例1制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶的体外抗菌测试对比照片。其中上下图(I)为胶原基可注射自修复光热水凝胶分别与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌共孵育，细菌增殖24h后的照片；上下图(II)为胶原基可注射自修复光热水凝胶分别与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌共孵育，并在近红外照射条件下的实验组，细菌增殖24h后的照片。

图6为本发明实施例1制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶及对比例2 制备所得不含胶原的壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶在动物实验中金黄色葡萄球菌感染伤口经不同治疗时间后的对比愈合照片。其中，图(Ⅰ)为空白组；图(Ⅱ) 为经近红外光照射的不含胶原的壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶组；图(Ⅲ)为胶原基可注射自修复光热水凝胶组；图(Ⅳ)为经近红外光照射的胶原基可注射自修复光热水凝胶组。

图7为本发明实施例1制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶当涂抹于小鼠体表后，近红外光辐照小鼠前后的热红外对比图像。可明显看出，经红外光辐照，涂抹位置处的温度上升明显。

图8为本发明实施例1制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶及对比例2 制备所得不含胶原的壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶在动物实验中第14天伤口处的胶原沉积量、表皮厚度和血管密度对比柱图。柱(Ⅰ)为空白组；柱(Ⅱ)为经近红外光照射的不含胶原的壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶组；柱(Ⅲ)为胶原基可注射自修复光热水凝胶组；柱(Ⅳ)为经近红外光照射的胶原基可注射自修复光热水凝胶组。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。值得指出的是，给出的实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明保护范围。

实验试剂：从小牛皮中提取的高度纯化的胶原蛋白(I型)。壳聚糖(CS,Mw: 310-375KDa)从Sigma Aldrich购买。KGM粉末(纯度≥90％，200目)购自成都协力魔芋科学种植加工园。高碘酸钠(NaIO₄，≥99.5％)购自中国上海阿拉丁公司。水合氯醛和二乙酸荧光素(FDA)购自Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)。细胞实验中使用的磷酸盐缓冲盐水(PBS)和无菌耗材均购自美国康宁公司，CCK-8 试剂盒由Beyotime公司提供。牛血清白蛋白(BSA)和4％多聚甲醛溶液由Solarbio(北京，中国)提供。来自Millipore系统(Millipore,Billerica,MA,USA)的超纯水。

主要仪器：冷冻干燥机(FD-1A-50)购自北京博医康；傅里叶红外光谱仪(NEXUS670)购自Thermo Electron；扫描电子显微镜(S-4800)购自Hitachi；透射电子显微镜(Tecnai G2 F20 S-TWIN)购自FEI；流变仪(MCR102)购自 Anton Paar；纳米粒度及Zeta电位分析仪(Zetasizer Nano ZS)购自Malvern；红外热成像仪(T530)购自FILR。

体外光热性能测试：

不同银含量的水凝胶各取1.5毫升注入瓶中，用808nm近红外激光照射10 分钟，功率密度为2.0W·cm^-2.。含有200μg·mL^-1Ag的水凝胶采用3次激光辐照加热(808nm,2W·cm-²,10min)和自然冷却循环来评价水凝胶的光热稳定性。辐照过程中，用红外热成像相机记录温度，间隔0.5min。

流变学测试：

在37℃下，用模块化流变仪(MCR102,Anton Paar,Germany)评估了在不同振荡、应变或剪切速率下的存储模量(G’)、损耗模量(G″)。在0.1-1000％的应变范围内，1Hz的频率下，评估了水凝胶的断裂应变。在阶跃应变试验中，1％和500％的应变以1.0rad/s的恒定频率重复3次，持续120s。在0.1-300s^-1的剪切速率范围内，测定了高剪切速率对凝胶粘度的影响。

体外抗菌测试：

采用扩散平板法，对水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能进行了分析。首先，将100μl的细菌溶液(108CFU·mL^-1)滴加到100μl的PBS溶液中作为空白样品。同时将菌液滴于含银或不含银的COL-CS-OKGM水凝胶表面作为对照组。实验组采用含GA-Ag水凝胶，808nm激光(2w·cm^-2,10分钟)照射。各组菌悬液与培养液孵育1小时后，用900μl PBS洗涤，100μl的菌悬液涂于培养皿(培养皿)上。细菌培养24小时后，在琼脂平板上计数细菌CFU数。此外，还进行了抑菌圈实验，进一步评价了水凝胶抑菌的持续性。分别将200μl的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌(10⁶CFU·mL^-1)均匀涂抹在LB琼脂平板上，然后将无银和含银的水凝胶分别置于琼脂平板上。其中一种含银纳米粒子的水凝胶用808nm 激光(2w·cm^-2,10分钟)照射，另一种不处理。置于细菌培养箱24小时后，测量抑菌圈直径。

细胞毒性评价：

用NIH-3T3细胞、HUVEC细胞评价水凝胶的细胞毒性。将含有不同浓度银纳米粒子的水凝胶(0μg·mL^-1、50μg·mL^-1、100μg·mL^-1、150μg·mL^-1、200μg·mL^-1) 放置于24孔板底部，在水凝胶表面分别接种NIH-3T3细胞和HUVEC细胞 (1×10⁵)。然后将这些含有细胞的水凝胶分别培养1天、3天和5天。用激光共聚焦显微镜获得水凝胶表面的细胞图像，用cck-8进行定量分析。将未处理的细胞作为阳性对照(PC)，未处理细胞的空白孔作为阴性对照(NC)。相对细胞活力的计算方法如下:

细胞存活率＝(OD_样品-OD_NC)/(OD _PC-OD_NC)*100％

为了进一步评价水凝胶的生物相容性，NIH-3T3细胞与水凝胶前体混合形成水凝胶。然后，NIH-3T3细胞水凝胶在DMEM培养基中培养5天。用二乙酸荧光素(FDA)和碘化丙啶(PI)作为活死染色剂，用共聚焦激光扫描显微镜(Zeiss Ism710，德国)获得三维培养图像。

所述氧化魔芋葡甘聚糖的制备方法具体包括以下步骤：

配置质量浓度为1％的魔芋葡甘聚糖溶液，将高碘酸钠溶液加入魔芋葡甘聚糖溶液中，使得高碘酸钠在溶液中的终浓度为20mM，反应温度为25℃，在避光的条件下搅拌反应12h；反应时间到达后，加入乙二醇溶液搅拌15分钟终止反应；将所得的溶液在纯水中透析48小时后冷冻干燥，即得到氧化魔芋葡甘聚糖产物，其氧化度为70％，重均分子量在7.3万。

实施例1

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

经测试，制备所得胶原基可注射自修复光热水凝胶，可以在弱酸性5～6的 pH值下快速的成胶。应变振幅扫描显示水凝胶在应变量达到197％时发生溶胶凝胶转变，在高剪切速率(100s^-1)下显示出优异的剪切稀化特性。自修复时间测定显示水凝胶在2分钟内快速的自修复成整体。水凝胶在近红外光十分钟内的照射下升温21.5℃(见图4)，光热转化效率达到27.5％。光热协同抗菌使得水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀伤效果高达99％(见说明书附图5)。同时，动物实验表明面对金黄色葡萄球菌感染伤口能有效修复创面，14天内修复创面 96.7％，并且温和的热疗性能，改善整个创面区域的血液循环，促进复杂或慢性创面实现再生性修复而避免瘢痕性修复(见说明书附图6、图7、图8)。

实施例2

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

经测试，自修复时间测定显示水凝胶最多在4分钟内快速的自修复成整体。

实施例3

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

经测试，自修复时间测定显示水凝胶最多在6分钟内快速的自修复成整体。

实施例4

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

经测试，自修复时间测定显示水凝胶最多在8分钟内快速的自修复成整体。

实施例5

本实施例一种胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

胶原 100份；

壳聚糖 175份；

氧化魔芋葡甘聚糖 20份；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂后，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复水凝胶。

实施例6

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

实施例7

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

实施例8

本实施例一种胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

胶原 100份；

壳聚糖 150份；

氧化魔芋葡甘聚糖 30份；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂后，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合15分钟，最后调节混合体系的pH值至5.5进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复水凝胶。

实施例9

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖为市购所得，其氧化度为60％。

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合25分钟，最后调节混合体系的pH值至5.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

实施例10

本实施例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖为市购所得，其氧化度为40％。

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合30分钟，最后调节混合体系的pH值至6.5进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

对比例1

本对比例一种胶原基水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

胶原 100份；

氧化魔芋葡甘聚糖 20份；

银纳米粒子 2份；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，结果显示最终产物成具有一定粘度的溶液状态，不能完全形成凝胶。

对比例2

本对比例一种不含胶原的壳聚糖基水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

壳聚糖 175份；

氧化魔芋葡甘聚糖 20份；

银纳米粒子 2份；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将壳聚糖溶液与银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得不含胶原的壳聚糖-氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶。经测试，最终产物仍具有一定的自修复性能，然而与实施例1相比，损失了胶原的优异生物相容性而导致细胞在材料上的贴壁时间延长，对材料的亲和性降低，即失去胶原这一核心成份固有的生物学优势。

对比例3

本对比例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂后，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至4.5进行凝胶化，得到最终产物为溶液状，无法完成凝胶化。

对比例4

本对比例一种胶原基可注射自修复光热水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂后，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至7进行凝胶化，得到最终产物为具有一定力学性能的不可逆的水凝胶，不再具备可注射和自修复的性能。

对比例5

本对比例一种胶原基水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

胶原 100份；

氧化魔芋葡甘聚糖 100份；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，随后将胶原溶液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基水凝胶。

经测试，自修复时间测定显示水凝胶自修复成整体所需时间平均约为1小时，多次测试下其自修复成整体所需时间数据分布于0.8～1.2h范围内。

Claims (8)

1.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

2.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

3.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

4.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

5.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

6.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为30～70％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合20分钟，最后调节混合体系的pH值至6.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

7.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为60％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合25分钟，最后调节混合体系的pH值至5.0进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。

8.一种抗菌功能性胶原基可注射自修复水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料

按重量份数计，将下述原料进行备料：

其中，所述的氧化魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖选择性氧化所得，是基于通过断裂其糖环的2,3位碳上均具有羟基的键，形成一个醛基取代基，其氧化度为40％，重均分子量在3～20万；

(2)动态化学交联

将步骤(1)中准备的胶原、壳聚糖和氧化魔芋葡甘聚糖分别溶解于溶剂，银纳米粒子配置为悬浮液，随后将胶原溶液与壳聚糖溶液混合均匀，然后加入银纳米粒子悬浮液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液搅拌混合30分钟，最后调节混合体系的pH值至6.5进行凝胶化，即得到胶原基可注射自修复光热型水凝胶。