一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料及其制备方法和应用 (Hydrogel dressing carrying metal-polyphenol functional particles and preparation method and application thereof ) 是由 曾志文 国翠平 周小雁 于珊 耿志杰 张锦 于 2021-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料及其制备方法和应用,上述水凝胶敷料包括光固化剂、光引发剂和表没食子儿茶素没食子酸酯-铜离子复合物。本发明的水凝胶可原位交联,优良的机械性能和粘合特性,对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有着良好的抗菌活性,同时展现出抗氧化和促血管再生等生物功能,还提供了湿态的创面愈合微环境,这些优点可加速创口的修复和愈合,减轻患者的病痛,具有潜在的临床医用价值。(The invention discloses a hydrogel dressing carrying metal-polyphenol functional particles, a preparation method and application thereof. The hydrogel disclosed by the invention can be crosslinked in situ, has excellent mechanical properties and adhesive properties, has good antibacterial activity on gram-negative bacteria and gram-positive bacteria, simultaneously shows biological functions of resisting oxidation, promoting angiogenesis and the like, also provides a moist wound healing microenvironment, can accelerate the repair and healing of wounds, relieves the pain of patients, and has potential clinical medical value.)
技术领域
本发明属于医用水凝胶敷料技术领域，具体涉及一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料及其制备方法和应用。
背景技术
皮肤破损十分常见，皮肤破损后，伤口的愈合一般经历4个临时性和空间性的重叠阶段实现的，这4个阶段分别是止血、炎症、增殖和成熟。当伤口的愈合过程受阻，将会引起慢性伤口的出现，通常伴有感染和水分流失，会影响了人们的生活质量，甚至会导致残疾或死亡。从分子机制来看，慢性伤口具有一些共同特征：比如出现活性氧化物(reactiveoxygen species,简称ROS)、促炎细胞因子、蛋白酶和衰老细胞的过度表达、持续性的感染、耐药微生物膜的形成以及干细胞缺乏或功能失调。其中，伤口感染和氧化应激是阻碍伤口愈合，促进难愈性创面形成的主要因素。通过采用负载抗菌剂和天然抗氧化活性因子等药物的多功能敷料是创面护理的有效方法，这种敷料不但可以通过覆盖创面，隔离外界环境，防止伤口感染，同时还可以通过活性成分的释放构建功能化细胞微环境，促进创面的愈合。
医用高分子水凝胶用于创伤敷料是近年来发展起来的一种新型水凝胶，可用于血管性溃疡、压疮、糖尿病足溃疡、外伤引起的上开口、烧伤、烫伤以及化学品腐蚀性伤口，水凝胶敷料能够更好地保持创面湿润，吸收伤口渗出液，保持伤口与外界的气体交换，防止创面粘连，还可以作为促进伤口愈合的活性成分的仓库”，加速伤口的修复。因此，水凝胶敷料已成为传统纱布、乳胶状等创面敷料的替代品，还可适用于老年人的溃疡创面护理，而随着一些地区人口老龄化时代的到来，这类敷料的市场前景将会越来越宽阔。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：
提供一种一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料。
本发明所要解决的第二个技术问题是：
提供一种一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料的制备方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是：
上述一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料的应用。
为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料，包括以下重量份数的制备原料：所述水凝胶敷料包括浓度为16.53-27.57份光固化剂、0.04～0.08份光引发剂和0.4～4份表没食子儿茶素没食子酸酯-铜离子复合物。
根据本发明的一种实施方式，上述光引发剂包括苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂(LAP)、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的至少一种。
根据本发明的一种实施方式，上述固化剂包括甲基丙烯酸酯修饰的丝素蛋白。
根据本发明的一种实施方式，上述甲基丙烯酸酯修饰的丝素蛋白中甲基丙烯酸酯官能团接枝率为20～40％。
之所以选择上述甲基丙烯酸酯官能团接枝率为20～40％，是因为如果该接枝率浓度太低，以上述方法制备的水凝胶敷料机械强度会不足，易发生破裂；而当浓度太高，会高于丝素蛋白的溶解度，还会使得上述预聚物粘度增大，导致丝素蛋白分子结构会发生折叠，自组装成胶体材料。
根据本发明的一种实施方式，上述表没食子儿茶素没食子酸酯-铜离子复合物为表没食子儿茶素没食子酸酯与铜盐溶液的混合物。
根据本发明的一种实施方式，上述铜盐溶液包括氯化铜溶液、硝酸铜溶液、硫酸铜中的至少一种。
上述铜盐溶液中的铜离子和上述表没食子儿茶素没食子酸酯能快速自组装成金属-多酚功能材料。
上述表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)作为茶多酚的主要组成成分，是一种从绿茶中提取出的生物活性多酚化合物，具有强抗氧化性和自由基清除作用。
上述EGCG还具有抗菌、抗氧化、消肿抗炎、抗血栓生成以及抗肿瘤作用等多种生物功能。
为了解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种制备上述一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料的方法，包括以下步骤：
S1混合表没食子儿茶素没食子酸酯与铜盐，得到表没食子儿茶素没食子酸酯-铜离子复合物(EGCG-Cu2+复合物)；
S2将光引发剂加入到光固化剂中，得到Sil-MA溶液；
S3混合上述表没食子儿茶素没食子酸酯-铜离子复合物(EGCG-Cu2+复合物)与上述Sil-MA溶液，经紫外光交联，得到一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料。
根据本发明的一种实施方式，上述S1中上述混合表没食子儿茶素没食子酸酯与铜盐之后，还包括15～600s的搅拌、15～120min的静止、离心和在25～60℃下干燥的操作。
根据本发明的一种实施方式，上述S2中加入光引发剂时候还同时加入了去离子水。
根据本发明的一种实施方式，上述S3中上述混合上述EGCG-Cu2+复合物与上述Sil-MA溶液之后，还包括搅拌分散和在25～35℃下超声波处理15～60min的操作。
根据本发明的一种实施方式，上述超声波处理之后还包括将混合溶液转移到高度为0.5～3.0mm的凹型玻璃平板上，然后置于紫外固化箱中光照5～600s进行固化交联的操作。
根据本发明的一种实施方式，上述光引发剂的质量体积浓度为0.05～0.1％。
根据本发明的一种实施方式，上述EGCG-Cu2+复合物的质量体积浓度为0.5～5％。
根据本发明的一种实施方式，上述Sil-MA溶液中Sil-MA的质量体积浓度为20～40％。
根据本发明的一种实施方式，上述表没食子儿茶素没食子酸酯的质量摩尔浓度为0.1～0.4M。
根据本发明的一种实施方式，上述铜盐中铜离子的摩尔浓度为0.2～2.0M。
根据本发明的一种实施方式，上述铜盐中铜离子与上述表没食子儿茶素没食子酸酯的摩尔投料比为0.1～2。
本发明的再一个方面，还提供上述一种载金属-多酚功能颗粒的水凝胶敷料在可注射型敷料中的应用。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果：
本发明采用结合紫外光交联方法制备负载EGCG-Cu2+复合物的医用水凝胶敷料，水凝胶预聚物溶液粘度可控，具有可注射性，并且相对于其它水凝胶敷料来说更适合进行注射，同时可原位自交联固化，制备工艺简单，成本低廉。
本发明通过调节组分浓度、EGCG-Cu2+复合物负载量和交联时间等因素来调控水凝胶的性能和生物功能，制备的水凝胶具有多功能集成和协同作用，具有抗菌、自粘性、抗氧化和促血管再生等多种功能。
本发明先将EGCG与Cu2+复合，以形成纳米粒子颗粒，再将上述EGCG与Cu2+颗粒物引入上述Sil-MA溶液中以制备水凝胶敷料，EGCG与Cu2+展现出协同作用，极大地促进了慢性创面的愈合，减轻患者的病痛。
本发明产品适用范围可扩大至软组织挫伤、手术创伤、烫伤等伤口的护理和治疗，缩短伤口愈合时间，减轻病人的痛苦。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为负载EGCG-Cu2+复合物的医用水凝胶敷料的制备流程图。
图2为以金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)为模型，上述水凝胶的抗菌试验测试图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定词语在本发明中的具体含义。
实施例1
准确称取92mg EGCG溶解在1ml去离子水中，配制得到0.2M的EGCG溶液；准确称取26.9mg无水氯化铜溶解在1ml去离子水中，配制得到0.2M的氯化铜溶液；然后将上述配制的两种溶液在室温下混合，搅拌反应60s后，静止放置30min，以促进EGCG-Cu2+复合物的形成。接下来采用过滤方法收集EGCG-Cu2+复合物沉淀，将过滤物在30℃下干燥，得到EGCG-Cu2+复合物，其中，EGCG和Cu2+的摩尔比为1。接下来称取0.6g的Sil-MA于烧杯中，功能基团的接枝率为30％，加入2ml去离子水中，室温搅拌溶解得到30％的Sil-MA溶液，并加入0.05％的LAP作为光引发剂；然后加入1％的EGCG-Cu2+复合物，搅拌分散后，将其转移到超声波震荡仪中进一步分散处理，温度设置为30℃，时间设置为20分钟。将分散好的混合溶液转移到高度为1.0mm的凹型玻璃平板上，然后置于紫外固化箱中，紫外光照射20分钟，固化交联制备得到负载EGCG-Cu2+复合物的医用水凝胶敷料。
实施例2
准确称取92mg EGCG溶解在1ml去离子水中，配制得到0.2M的EGCG溶液；准确称取53.8mg无水氯化铜溶解在1ml去离子水中，配制得到0.4M的氯化铜溶液；然后将上述配制的两种溶液在室温下混合，搅拌反应60s后，静止放置3 0min，促进EGCG-Cu2+复合物的形成。接下来采用过滤方法收集EGCG-Cu2+复合物沉淀，将过滤物在30℃下干燥，得到EGCG-Cu2+复合物，其中，EGCG和Cu2+的摩尔比为0.5。接下来称取0.6g的Sil-MA于烧杯中，功能基团的接枝率为30％，加入2ml去离子水中，室温搅拌溶解得到30％的Sil-MA溶液，并加入0.05％的LAP作为光引发剂；然后加入1％的EGCG-Cu2+复合物，搅拌分散后，将其转移到超声波震荡仪中进一步分散处理，温度设置为30℃，时间20分钟。将分散好的混合溶液转移到高度为1.0mm的凹型玻璃平板上，然后置于紫外固化箱中，紫外光照射30分钟，固化交联制备得到负载EGCG-Cu2+复合物的医用水凝胶敷料。
实施例3
准确称取184mg EGCG溶解在1ml去离子水中，配制得到0.4M的EGCG溶液；准确称取26.9mg无水氯化铜溶解在1ml去离子水中，配制得到0.2M的氯化铜溶液；然后将上述配制的两种溶液在室温下混合，搅拌反应60s后，静止放置3 0min，促进EGCG-Cu2+复合物的形成。接下来采用过滤方法收集EGCG-Cu2+复合物沉淀，将过滤物在30℃下干燥，得到EGCG-Cu2+复合物，其中，EGCG和Cu2+的摩尔比为2。接下来称取0.6g的Sil-MA于烧杯中，功能基团的接枝率为30％，加入2ml去离子水中，室温搅拌溶解得到30％的Sil-MA溶液，并加入0.1％的LAP作为光引发剂；然后加入3％的EGCG-Cu2+复合物，搅拌分散后，将其转移到超声波震荡仪中进一步分散处理，温度设置为30℃，时间20分钟。将分散好的混合溶液转移到高度为1.0mm的凹型玻璃平板上，然后置于紫外固化箱中，紫外光照射30分钟，固化交联制备得到负载EGCG-Cu2+复合物的医用水凝胶敷料。
以上所述实施例1-3制备的水凝胶均表现出良好的机械性能，可控的生物降解能力、良好的生物相容性，并具有抗菌、抗氧化和促血管再生等多种功能作用。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所做的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。