CN117447717A - 一种强力湿面组织粘附水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种强力湿面组织粘附水凝胶及其制备方法和应用，通过缩短碳酸钠溶液对生胶的脱胶时间，延长与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应时间，并采用分子量不小于50kDa的透析袋透析，从而制备得到更高纯度的长链改性丝素蛋白；再采用该长链改性丝素蛋白与多酚材料，尤其是单宁酸进行复合，制得的水凝胶具有强大的湿面组织粘附效果，剪切应力达到62.5N，抗爆破能力达到844mmHg，杨氏模量达到160kpa，且降解速度更慢，粘附时间更长，可以对肝脏、心脏等内脏器官、血管等组织实现强大的止血效果，对胃穿孔、肠穿孔、气胸等实现良好的封堵效果，还可以替代缝线实现对皮肤创面的闭合，避免缝线带来的局部应力增加导致的疤痕形成，从而更好地满足临床所需。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种天然基材料用于湿面组织粘附胶水领域，尤其涉及一种强力湿面组织粘附水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
在湿面组织胶水领域，目前已经研究了很多高性能的基于聚合物、高分子等人工材料的湿面组织胶水，但是人工合成材料存在生物相容性低、降解缓慢、降解产物潜在毒性等问题。天然生物材料则基本没有上述人工材料存在的弊端，但是天然材料由于一般自身的内聚性较差，因此无法成为一种理想的湿面组织胶水。
丝素作为一种天然生物材料，可通过分子链形成β-折叠极大地增强其内聚性，从而可以兼顾人工材料和天然材料的优势来设计一种具有强大粘附能力的湿面组织胶水。多酚材料例如单宁酸也是一种自然界中存在的物质，富含羟基，可以与丝素和组织形成大量氢键从而在丝素与湿面组织间形成紧密的粘附。
CN111228563A提供了一种丝素蛋白和单宁酸复合的医用胶黏剂，但其直接采用丝素蛋白与单宁进行复合，制备的水凝胶的粘附性能和力学性能都较弱，且降解速度快，湿面组织粘附效果差，粘附效果不长久。
CN114621464A提供了一种丝素蛋白经甲基丙烯酸缩水甘油酯改性制备SilMA，再将 SilMA与巯基化透明质酸缩合制备的水凝胶的方法，但由于其改性过程中，因脱胶时间长破坏了原料中的大分子丝素蛋白，且反应后采用低分子量透析膜透析获得的其实是短链SilMA和长链SiMA的混合物，力学性能偏弱，再将其与改性多糖(巯基化透明质酸)缩合，制备工艺复杂，制备的水凝胶的粘附性能和力学性能都偏弱，难以真正实现湿面组织的有效粘附。
因此急需找到一种对湿面组织具有长效的高强度粘附效果的水凝胶，从而实现内脏器官、血管等组织的强效止血，替代缝线实现皮肤创面的闭合等等。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种强力湿面组织粘附水凝胶，通过缩短碳酸钠溶液对生胶的脱胶时间，延长与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应时间，并采用分子量不小于50kDa的透析袋透析，从而制备得到更高纯度的长链改性丝素蛋白；再采用该长链改性丝素蛋白与多酚材料，尤其是单宁酸进行复合，制得的水凝胶具有强大的湿面组织粘附效果，剪切应力达到70N以上，抗爆破能力达到900mmHg，杨氏模量达到110kpa，且降解速度更慢，粘附时间更长，可以对肝脏、心脏等内脏器官、血管等组织实现强大的止血效果，还可以替代缝线实现对皮肤创面的闭合，避免缝线带来的局部应力增加导致的疤痕形成，从而更好地满足临床所需。
一方面，本发明提供了一种长链SilMA的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)制备改性丝素蛋白；
(2)分子量不小于50kDa的透析袋透析，得到长链SilMA。
进一步地，步骤(2)所述透析袋分子量为50kDa，透析时间为4天。
改性丝素蛋白(SilMA)的制备过程一般包括脱胶、溴化锂溶解、与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应改性、透析这样四个步骤。但是现有方法在制备改性丝素蛋白(SilMA)时，在透析过程中通常为了提高收率，优选采用低分子量(分子量都在12kDa以下)的透析袋进行透析，经透析除去了小部分的杂质，留下的是长链SilMA和短链SilMA的混合物。
本申请在制备改性丝素蛋白(SilMA)时，透析过程中采用的是分子量不小于50kDa的透析袋，经透析，不仅会除去杂质，还能将短链SilMA也一并去除，只留下高纯度的长链SilMA，制备的长链SilMA，相比于小分子量透析袋透析获得的SilMA，在性能上有显著提升，具有更高的杨氏模量，粘附力更强，同时降解速度也更慢。
进一步地，步骤(1)所述丝素蛋白由生丝经碳酸钠溶液脱胶20～40分钟获得，所述碳酸钠溶液浓度为0.01-0.05M。
生丝的脱胶率虽然会随着碳酸钠溶液质量分数与脱胶时间的增加而增加，但当碳酸钠溶液浓度大于0.1M时，脱胶时间大于1h时，脱胶获得的丝素纤维表面容易出现劈裂的微源纤结构，纤维的断裂强度也会明显下降。
本发明经大量实验证明，当碳酸钠溶液浓度大于0.05M是，脱胶获得的丝素蛋白中已有大量长链丝素蛋白被分解成短链丝素蛋白，并使获得的丝素蛋白的杨氏模量和黏附性能都出现明显下降；同时当脱胶时间大于1h时，脱胶获得的丝素蛋白中也会有不少长链丝素蛋白被分解成短链丝素蛋白，并使获得的丝素蛋白的杨氏模量和黏附性能都出现明显下降。因此，为了获得更多的长链丝素蛋白，从而提高丝素蛋白的力学性能，用于生丝脱胶的碳酸钠溶液浓度需要控制在0.01-0.05M，脱胶需控制住20～40分钟。
进一步地，步骤(1)所述制备改性丝素蛋白为：用溴化锂溶解丝素蛋白，溶解时间为0.5～3h，然后将甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素蛋白的反应，反应时间为3～6h。
制备改性丝素蛋白的过程，包括溴化锂溶解、与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应改性两步；其中，采用溴化锂溶解时间和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应时间也都会直接影响长链SilMA 的收率和力学强度。
丝素蛋白在溴化锂中完全溶解的时间只要5～10min，但完全溶解并不表示就能获得高性能的长链SilMA，因为长链丝素蛋白的分子链很长，必须要暴露足够多的基团才能与甲基丙烯酸缩水甘油酯充分反应实现改性，如果在溴化锂中的溶解时间太短，导致长链丝素蛋白的分子链中用于改性的基团暴露地太少，从而会直接影响后续改性反应获得的SilMA 的力学强度；但是溴化锂溶解丝素蛋白的时间也不能太长，时间过长会导致长链丝素蛋白的分子链被不断分解变短，从而使SilMA中的长链SiMA含量明显降低。因此用溴化锂溶解丝素蛋白的溶解时间需要控制在0.5～3h。
经溴化锂溶解后的丝素蛋白，与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应的时间，也会直接影响 SilMA的性能，由于长链丝素蛋白的分子链很长，其氨基与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应也需要更长的时间，但是反应时间过长的话，也会使获得的SilMA性能明显下降，反应时间延长后持续存在反应体系中的溴化锂会导致丝素分子链被分解从而使丝素的的分子量降低，从而导致丝素的力学性能减弱。因此甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素蛋白的反应时间需控制在3～6h。
进一步地，所述用溴化锂溶解丝素蛋白的溶解时间为1h，甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素蛋白的反应时间为4h。
在一些方式中，甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素蛋白的反应时间温度为60℃。
另一方面，本发明提供了一种强力湿面组织粘附水凝胶的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)采用如上所述方法制备得到长链SilMA；
(b)长链SilMA溶液添加光引发剂，并与多酚溶液混合，光固化制备湿面粘附水凝胶。
所述光引发剂为LAP，LAP在溶液中的终浓度为0.1％-0.5％。
所述光固化为采用405nm紫外光照射5-60秒，即可实现制备对湿面组织强力粘附的水凝胶胶水，并通过光交联提供胶水的强大内聚力。
进一步地，步骤(b)所述多酚溶液为选自单宁酸、多巴胺、儿茶酚、原花青素、五没食子酰葡萄糖或白藜芦醇溶液中的一种或多种。
研究证明，本发明制备的长链SilMA与多酚溶液复合，可以制得对湿面组织具有长效的高强度粘附效果的水凝胶。
现有的水凝胶只要进到体内，就立马溶胀，粘附力也会下降。本发明提供的水凝胶进入体内不会立马溶胀，反而在体内(37℃)会发生构象转变(β折叠含量增加)增加胶水基体力学，有利于组织的稳定和粘附，因此表现出时间依赖性的组织粘附力增强特性，为湿表面提供长效的高强度的组织粘附效果。多酚材料可以与长链SilMA和组织形成大量氢键，从而在长链SilMA与湿面组织间形成紧密的粘附。
进一步地，步骤(b)所述多酚溶液为单宁酸溶液。
单宁酸是小分子的多酚，具有很多羟基，且羟基比较邻近，从而可以与长链SilMA和组织形成更多的氢键，同时单宁酸和长链SilMA与组织之间除了氢键还有一些疏水键的形成，这些疏水键可以形成口袋样的结构，增强这个氢键在水性环境中的稳定和力学强度。因此通过长链SilMA和单宁酸复合能够制得力学性能更好，粘附力更强，而且降解速度慢的湿面粘附水凝胶。
所述光固化是指并用405nm紫外光照射5-60秒后即可制得对湿面组织强力粘附的丝素水凝胶胶水。
进一步地，步骤(b)所述长链SilMA溶液是由长链SilMA重新溶解成质量分数5～40％的溶液，所述多酚溶液的质量分数为5～50％；所述长链SilMA溶液与多酚溶液质量比为 20:1～1:1。
40％长链SilMA溶液的力学性能最强，粘附力也最好，但是不好操作，适当降低浓度可提升操作的便利性。
在一些方式中，多酚溶液因溶解度的限制，不能配制过高浓度的溶液，质量分数一般为5～50％。
在一些方式中，多酚溶液的浓度过高也会影响制备的水凝胶质量，需要尽量降低多酚溶液浓度对水凝胶的影响。
在一些方式中，所述多酚溶液为单宁酸溶液，所述单宁酸溶液与长链SilMA混合后，单宁酸的终浓度为3％。
再一方面，本发明提供了一种长链SilMA用于制备强力湿面组织粘附水凝胶的用途，所述长链SilMA由上述方法制得。
再一方面，本发明提供了一种强力湿面组织粘附水凝胶用于内脏器官、血管止血的用途。
再一方面，本发明提供了一种强力湿面组织粘附水凝胶用于替代缝线实现皮肤创面闭合的用途。
本发明提供的强力湿面水凝胶及其制备方法和应用具有以下有益效果：
1、改进了SilMA的制备方法：通过缩短碳酸钠溶液对生胶的脱胶时间，延长与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应时间，并采用分子量不小于50kDa的透析袋透析，从而制备得到更高纯度、具有更好的力学性能的长链SilMA；
2、通过采用长链SilMA和多酚材料进行混合，制得具有强大的湿面组织粘附效果，和高力学性能的强力湿面水凝胶。
3、优选通过采用长链SilMA和单宁酸进行混合，制得具有强大的湿面组织粘附效果，剪切应力达到62.5N，抗爆破能力达到844mmHg，杨氏模量达到160kpa，的强力湿面水凝胶。
4、制备的强力湿面水凝胶降解速度更慢，粘附时间更长，可以对肝脏、心脏等内脏器官、血管等组织实现强大的止血效果，还可以替代缝线实现对皮肤创面的闭合，避免缝线带来的局部应力增加导致的疤痕形成，从而更好地满足临床所需。
附图说明
图1为实施例2中制备的长链SilMA-多酚(单宁酸)与组织之间粘附的机制简图；
图2为实施例7中的长链SilMA分别与单宁酸、透明质酸、硫酸软骨素复合，或是单独SilMA制备的水凝胶的剪切应力对比图；
图3为实施例7中的长链SilMA分别与单宁酸、透明质酸、硫酸软骨素复合，或是单独SilMA制备的水凝胶的抗爆破能力对比图；
图4为实施例8中的杨氏模量检测结果对比图；
图5为实施例8中的第8、9、12组的水凝胶的剪切应力对比图；
图6为实施例8中的抗爆破能力对比图；
图7为实施例7中的肝脏止血的图片，左边为胶水使用前持续出血状态，右边是使用后即时止血状态。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1本发明提供的长链SilMA的制备
本实施例提供的长链SilMA的制备方法如下：
(1)将50g生丝用2升0.01M-0.05M(本实施例优选为0.025M)浓度碳酸钠100℃脱胶20-40分钟(本实施例优选为40分钟)得到丝素蛋白38g，65℃烘箱烘干；
(2)用9.3M溴化锂150ml溶解丝素蛋白30g，溶解时间为0.5～3h(本实施例优选为1h)，获得的150ml丝素蛋白溶液，在60℃下与30ml甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，使甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素的氨基反应接合，反应时长为4小时，获得150ml产物，，并使用50kDa透析袋(购自源叶生物，型号31mm/1m)4℃透析4天，冻干得到26g长链SilMA海绵。
制备的长链SilMA海绵可以重新溶解成长链SilMA溶液，添加光引发剂LAP(LAP 在溶液中的终浓度为0.1％-0.5％，优选0.25％)，经光固化制备长链SilMA水凝胶，也可以与其他材料(如多酚材料)复合来制备水凝胶。
实施例2本发明提供的强力湿面粘附水凝胶的制备
本实施例提供的强力湿面粘附水凝胶的制备方法如下：
(a)采用实施例1提供的方法制备长链SilMA；将1.2g长链SilMA用去离子水重新溶解成质量分数为5％-40％(本实施例优选30％)的水凝胶溶液，并在其中添2.8ml光引发剂LAP，LAP在溶液中的终浓度为0.1％-0.5％(本实施例优选为0.25％)；
(b)将多酚材料如单宁酸制备成5％-50％(本实施例优选为50％)质量分数的单宁酸溶液。
(c)在湿面组织界面上将长链SilMA溶液与单宁酸溶液按照20:1-1:1(本实施例优选为10:1)的比例混合，并用405nm紫外光照射5-60秒(本实施例优选为30秒)后即可制得对湿面组织强力粘附的水凝胶，长链SilMA-多酚(单宁酸)与组织之间粘附的机制如图1所示。
实施例3不同脱胶时间对制备长链SilMA水凝胶的影响
本实施例按照实施例1提供的方法制备长链SilMA，分别用0.02M浓度碳酸钠100℃脱胶10、20、30、40、50、60分钟，得到丝素蛋白，65℃烘箱烘干；再经改性反应制得长链SilMA海绵，用去离子水重新溶解成质量分数为30％的长链SilMA溶液，并在其中添加0.25％光引发剂LAP经光固化得到长链SilMA水凝胶，分别检测不同脱胶时间制备的长链SilMA水凝胶的杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力和降解时间，其中杨氏模量的检测方法为Compressiontest；剪切应力的检测方法为Lap Shear test；抗爆破能力的检测方法为Burst Pressuretest；降解时间的检测方法为大鼠皮下植入实验；检测结果如表1所示。
表1、不同脱胶时间对制备长链SilMA水凝胶的影响
| 脱胶时间(min) | 杨氏模量(kPa) | 剪切应力(N) | 抗爆破能力(mmHg) | 降解时间(天) |
| 10 | 76 | 11.3 | 155 | 32 |
| 20 | 104 | 16.9 | 183 | 30 |
| 30 | 116 | 17.7 | 191 | 29 |
| 40 | 121 | 18.5 | 202 | 28 |
| 50 | 102 | 16.1 | 174 | 25 |
| 60 | 94 | 15.4 | 161 | 20 |
长链SilMA水凝胶的力学性能越强，粘附性能越好，利用其与多酚材料复配后制备的湿面粘附水凝胶的力学性能和粘附性也会越强，降解时间也会越慢。
由表1可以看出，脱胶时间的长短对制备长链SilMA水凝胶的力学性能有着非常大的影响，当脱胶时间在20～40min内时，制备的长链SilMA水凝胶的杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力都维持在较高水平，而当脱胶时间进一步延长时，力学性能开始出现下降趋势，同时降解时间也开始缩短；其原因可能是脱胶时间过长，脱胶获得的丝素蛋白中也会有不少长链丝素蛋白被分解成短链丝素蛋白，并使获得的丝素蛋白的杨氏模量和黏附性能都出现明显下降。因此，为了获得更多的长链丝素蛋白，从而提高丝素蛋白的力学性能，用于生丝脱胶的碳酸钠溶液浓度需要控制在0.01-0.05M，脱胶需控制住20～40min。其中最优选的碳酸钠溶液浓度为0.025M，脱胶时间为40min，此时杨氏模量达到12kPa，剪切应力达到18.5N，抗爆破能力达到202mmHg，降解时间达到28天。
实施例4溴化锂溶解时间对制备湿面粘附水凝胶的影响
本实施例按照实施例1提供的方法制备长链SilMA，其中用溴化锂溶解丝素蛋白时，溶解时间分别为0.5、1、2、3h，再经改性反应制得长链SilMA海绵，用去离子水重新溶解成质量分数为30％的长链SilMA溶液，并在其中添加0.25％光引发剂LAP经光固化得到长链SilMA水凝胶，分别检测不同溴化锂溶解时间制备的长链SilMA水凝胶的杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力和降解时间，其中杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力、降解时间的检测方法如实施例3所示；检测结果如表2所示。
表2、溴化锂溶解时间对制备长链SilMA水凝胶的影响
由表2可以看出，溴化锂溶解时间也会直接影响长链SilMA水凝胶的力学性能，当溴化锂溶解时间为0.5h时，由于溶解时间偏短，导致长链丝素蛋白的分子链中用于改性的基团暴露地太少，从而会直接影响后续改性反应获得的SilMA的力学强度；而当溴化锂溶解时间超过1h以后，由于时间过长会导致长链丝素蛋白的分子链被不断分解变短，从而使SilMA 中的长链SiMA含量明显降低，力学性能也不断下降。因此溴化锂溶解丝素蛋白的溶解时间最优选为1h。
实施例5甲基丙烯酸缩水甘油酯反应时间对制备湿面粘附水凝胶的影响
本实施例按照实施例1提供的方法制备长链SilMA，其中与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应时间分别为1、2、3、4、5、6、7h，再经改性反应制得长链SilMA海绵，用去离子水重新溶解成质量分数为30％的长链SilMA溶液，并在其中添加0.25％光引发剂LAP经光固化得到长链SilMA水凝胶，分别检测不同甲基丙烯酸缩水甘油酯反应时间制备的长链 SilMA水凝胶的杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力和降解时间，其中杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力、降解时间的检测方法如实施例3所示；检测结果如表3示。
表3、基丙烯酸缩水甘油酯反应时间对制备长链SilMA水凝胶的影响
由表3可以看出，基丙烯酸缩水甘油酯反应时间也会直接影响长链SilMA水凝胶的力学性能，由于长链丝素蛋白的分子链很长，其氨基与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应也需要更长的时间，因此当反应时间低于3h时，由于反应时间偏短，部分长链丝素蛋白尚未完成反应，从而会直接影响固化后SilMA的力学强度；而当反应时间超过6h以后，也会使获得的SilMA 性能明显下降，其原因是反应体系中存在的溴化锂会继续裂解丝素分子，使得最后得到的 SilMA以小分子量为主，从而降低了SilMA的力学性能。因此基丙烯酸缩水甘油酯反应时间需控制在3～6h，最优选为4h。
实施例6透析袋分子量对制备长链SilMA水凝胶/湿面粘附水凝胶的影响
本实施例按照实施例1提供的方法制备长链SilMA，并分别采用分子量为12、18、20、 30、40、50、60、70kDa的透析袋4℃透析4天，冻干得到长链SilMA海绵；再用去离子水重新溶解成质量分数为30％的长链SilMA溶液，分别在其中添加0.25％光引发剂LAP 经光固化得到长链SilMA水凝胶，或是将添加单宁酸溶液后再添加光引发剂LAP经光固化得到湿面粘附水凝胶；分别检测不同分子量透析袋透析制备的长链SilMA水凝胶的杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力和降解时间，其中杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力、降解时间的检测方法如实施例3所示；检测结果如表4所示。
表4、透析袋分子量对制备长链SilMA水凝胶的影响
由表4可以看出，长链SilMA水凝胶的力学性能越强，粘附性能越好，降解时间越慢，利用其与单宁酸复配后制备的湿面粘附水凝胶的力学性能和粘附性也会越强，降解时间也会越慢。
同时，由表4还可以看出，透析袋的分子量大小，也会直接影响制备的SilMA的力学性能，当透析袋分子量大于50kDa时，经透析，还能将其中的杂质和短链SilMA都一并去除，只留下高纯度的长链SilMA，制备的长链SilMA，相比于小分子量透析袋透析获得的SilMA，在性能上有显著提升，具有更高的杨氏模量，粘附力更强，同时降解速度也更慢。
当透析袋的分子量继续增大至60、70kDa时，获得的长链SilMA的力学性能相比50kDa 增长幅度已非常缓慢，但透析后获得的长链SilMA会越来越难溶，给后续操作带来不便，因此最优选还是采用分子量50～60kDa的透析袋。
实施例7长链SilMA与不同材料复合对制备湿面粘附水凝胶的影响
本实施例采用实施例1制备的长链SilMA分别与多酚材料或多糖进行复合，其中多酚材料包括儿茶酚(TP)、多巴胺(DOPA)、单宁酸(TA)、原花青素(Procyanidine)、五没食子酰葡萄糖(Pentagalloylglucose)、白藜芦醇(Resveratrol)、以及多糖包括透明质酸(HA)、硫酸软骨素(CS)进行复合来制备湿面粘附水凝胶，具体如下：
1、长链SilMA与儿茶酚
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％儿茶酚按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-TP3。
2、长链SilMA与多巴胺
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％多巴胺按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-DOPA3。
3、长链SilMA与单宁酸
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％单宁酸按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-TA3。
4、长链SilMA与原花青素
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％原花青素按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-Procyanidine3。
5、长链SilMA与五没食子酰葡萄糖
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％五没食子酰葡萄糖按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-Pentagalloylglucose3。
6、长链SilMA与白藜芦醇
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％白藜芦醇按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-Resveratrol3。
7、长链SilMA与透明质酸
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％透明质酸按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-HA3。
8、长链SilMA与硫酸软骨素
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％硫酸软骨素按照10:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-CS3。
9、单独长链SilMA
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，405nm紫外光照30秒后得到SilMA30。
制备的9组湿面粘附水凝胶，分别检测其杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力、降解时间，以及对内脏器官的止血效果；其中杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力、降解时间的检测方法如实施例3所示；对内脏器官的止血效果的检测方法为将SilMA和单宁酸直接喷涂到持续出血的脏器表面并同时进行紫外照射成胶观察出血停止情况；检测结果如表5所示。其中长链SilMA分别与单宁酸、透明质酸、硫酸软骨素复合，或是单独SilMA制备的水凝胶的剪切应力对比图如图2所示，抗爆破能力对比图如图3所示。
表5、长链SilMA与不同材料复合对制备湿面粘附水凝胶的影响
由表5和图2、图3可见，相比多糖(透明质酸、硫酸软骨素)，长链SilMA复合多酚材料能显著提升水凝胶的力学性能和粘附性，用于内脏止血时的效果也更好(图7为肝脏止血的图片，左边为胶水使用前持续出血状态，右边是使用后即时止血状态)；而长链 SilMA复合多糖时，其力学性能与单独SilMA相比差别不大，难以实现好的止血效果。
同时，相比不同的多酚材料，长链SilMA复合单宁酸和原花青素的效果明显好于其他多酚材料，尤其是复合单宁酸时，能使水凝胶的力学性能和粘附性都达到更高水平，降解速度也更慢，可以实现敷上立即止血的效果。
另外，本实施例还成功实现将长链SilMA复合单宁酸的水凝胶用于皮肤创面的闭合，通过将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％单宁酸按照10:1的比例混合，涂抹到60um的丝素膜上，405nm紫外光照30秒后得到SF/SilMA30-TA3，该水凝胶丝素膜可以替代缝线实现对皮肤创面的闭合，可以完全无需缝线，避免缝线带来的局部应力增加导致的疤痕形成。
实施例8长链SilMA和单宁酸的不同含量对水凝胶力学性能的影响
本实施例采用实施例1制备的长链SilMA分别配制成不同质量百分含量的SilMA溶液，与不同质量百分含量的单宁酸复合来配制不同的湿面粘附水凝胶，具体如下：
1、SilMA5-TA2.5(水凝胶中含有5％的长链SilMA和2.5％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到5％SilMA中混合均匀，再与50％单宁酸按照20:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA5-TA2.5。
2、SilMA15-TA2.5(水凝胶中含有15％的长链SilMA和2.5％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到15％SilMA中混合均匀，再与50％单宁酸按照20:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA15-TA2.5。
3、SilMA30-TA2.5(水凝胶中含有30％的长链SilMA和2.5％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与50％单宁酸按照20:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-TA2.5。
4、SilMA40-TA2.5(水凝胶中含有40％的长链SilMA和2.5％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到40％SilMA中混合均匀，再与50％单宁酸按照20:1的比例混合405nm紫外光照10秒后得到SilMA40-TA2.5。
5、SilMA30-TA0.25(水凝胶中含有30％的长链SilMA和0.25％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与5％单宁酸按照20:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-TA0.25。
6、SilMA30-TA1.5(水凝胶中含有30％的长链SilMA和1.5％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％单宁酸按照20:1的比例混合405nm紫外光照20秒后得到SilMA30-TA1.5。
7、SilMA30-TA5(水凝胶中含有30％的长链SilMA和5％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与50％单宁酸按照10:1的比例混合405nm紫外光照45秒后得到SilMA30-TA5。
8、SilMA30-TA6(水凝胶中含有30％的长链SilMA和6％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与30％单宁酸按照5:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-TA6。
9、SilMA30-TA3(水凝胶中含有30％的长链SilMA和3％的单宁酸)
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，再与15％单宁酸按照5:1的比例混合405nm紫外光照30秒后得到SilMA30-TA3。
10、单独长链SilMA10
将LAP(0.25％)加入到10％SilMA中混合均匀，405nm紫外光照30秒后得到SilMA30。
11、单独长链SilMA20
将LAP(0.25％)加入到20％SilMA中混合均匀，405nm紫外光照30秒后得到SilMA30。
12、单独长链SilMA30
将LAP(0.25％)加入到30％SilMA中混合均匀，405nm紫外光照30秒后得到SilMA30。
制备的12组湿面粘附水凝胶，分别检测其杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力、降解时间，以及对内脏器官的止血效果、代替缝线实现皮肤创面闭合效果；其中杨氏模量、剪切应力、抗爆破能力、降解时间的检测方法如实施例3所示；对内脏器官的止血效果的检测方法为将SilMA和单宁酸直接喷涂到持续出血的脏器表面并同时进行紫外照射成胶观察出血停止情况；代替缝线实现皮肤创面闭合效果的检测方法为将长链SilMA和单宁酸混合后涂抹到60um的丝素膜上，405nm紫外光照30秒后得到水凝胶，再涂覆至皮肤创面，检测皮肤创面是否能立即闭合；检测结果如表6所示。其中，分别对比第10、11、12组的10％、20％、30％的单独长链SilMA水凝胶，其杨氏模量检测结果对比图如图4所示；对比第8、9、12组的水凝胶的剪切应力对比图如图5所示，抗爆破能力对比图如图6所示。
表6、长链SilMA和单宁酸的不同含量对制备湿面粘附水凝胶的影响
由表6、图4可以看出，长链SilMA溶液的质量百分含量会直接影响水凝胶的力学性能，需要控制长链SilMA溶液的质量百分含量至少为30％，当然长链SilMA溶液的质量百分含量也可以继续增大至40％，40％长链SilMA溶液的凝胶力学性能更强，粘附力肯定也更好，但是由于太粘稠不容易操作，因此择优筛选降低浓度为30％。
由表6、图5和图6可以看出，长链SilMA溶液和单宁酸溶液的质量百分含量都必须控制在合适的范围，才能获得粘附性能更好，力学性能更佳，降解速度慢，同时还具有很好的止血和实现皮肤创面闭合的效果。这主要是因为长链SilMA溶液浓度高了不容易操作，最佳选择在30％；单宁酸溶液含量太多反而会稀释长链SilMA溶液，从而影响力学性能和粘附性能；单宁酸溶液含量偏低也会影响氢键的形成，因此优选的强力湿面粘附水凝胶为SilMA30-TA2.5～6，最优选为SilMA30-TA3。
本发明未尽事宜为公知技术。虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种长链SilMA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备改性丝素蛋白；
(2)分子量不小于50kDa的透析袋透析，得到长链SilMA。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述透析袋分子量为50kDa，透析时间为4天。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述丝素蛋白由生丝经碳酸钠溶液脱胶20～40分钟获得，所述碳酸钠溶液浓度为0.01-0.05M。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述制备改性丝素蛋白为：用溴化锂溶解丝素蛋白，溶解时间为0.5～3h，然后将甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素蛋白的反应，反应时间为3～6h。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述用溴化锂溶解丝素蛋白的溶解时间为1h，甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素蛋白的反应时间为4h。
6.一种强力湿面组织粘附水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)采用如权利要求1～5任一项所述方法制备得到长链SilMA；
(b)长链SilMA溶液添加光引发剂，并与多酚溶液混合，光固化制备湿面粘附水凝胶。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)所述多酚溶液为选自单宁酸、多巴胺、儿茶酚、原花青素、五没食子酰葡萄糖或白藜芦醇溶液中的一种或多种。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)所述多酚溶液为单宁酸溶液。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)所述长链SilMA溶液是由长链SilMA重新溶解成质量分数5～40％的溶液，所述多酚溶液的质量分数为5～50％；所述长链SilMA溶液与多酚溶液质量比为20:1～1:1。
10.一种长链SilMA用于制备强力湿面组织粘附水凝胶的用途，其特征在于，所述长链SilMA由权利要求1～5任一项所述方法制得。
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