一种可用于伤口敷料的可降解聚合物及其制备方法及伤口敷料
阅读说明：本技术 一种可用于伤口敷料的可降解聚合物及其制备方法及伤口敷料 (Degradable polymer for wound dressing, preparation method thereof and wound dressing ) 是由 黄宇彬 李晓媛 宋婉莹 于 2021-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于高分子合成技术领域,具体涉及可用于伤口敷料的可降解聚合物,包括PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)链段、聚脂肪族二醇链段的嵌段聚合物。其有益效果在于：可轻易涂敷在皮肤组织以及多种材料表面上,填充性及贴合性均优异,在出现伤口渗出液的情况下也不会脱落；生物相容性良好并具有可降解性；产品呈透明状态,透明状态有利于进行实时的伤口检查,避免延误治疗；具有一定的吸水性,保持了伤口的湿润环境,有利于伤口修复；该聚合物反应过程简单、反应时间较短,易于大量制备及保存。(The invention belongs to the technical field of high polymer synthesis, and particularly relates to a degradable polymer for a wound dressing, which comprises a PLGA (polylactic-co-glycolic acid) chain segment and a block polymer of a poly aliphatic diol chain segment. The beneficial effects are that: the dressing can be easily coated on skin tissues and the surfaces of various materials, has excellent filling property and fitting property, and can not fall off under the condition of wound exudate; the biocompatibility is good and the degradability is achieved; the product is in a transparent state, so that the transparent state is beneficial to the real-time wound inspection, and the delayed treatment is avoided; the wound dressing has certain water absorption, maintains the moist environment of the wound and is beneficial to wound repair; the polymer has simple reaction process and short reaction time, and is easy to prepare and store in large scale.)
技术领域
本发明属于高分子合成
技术领域
，涉及可用于伤口敷料的可降解聚合物及其制备方法及伤口敷料。背景技术
皮肤作为人体最大的器官，是抵御外界侵袭的第一道屏障。创伤、烧伤或疾病等引起的皮肤伤口，按照愈合的快慢可分为急性创口和慢性创口，按受损的皮层不同可分为浅表创口、部分层创口和全面创口。部分伤口具有一定自愈能力，通过止血和炎症反应期、增殖期、组织重建期等过程可完成自我修复。但有些伤口一旦感染后很难愈合，会引发败血症等致命疾病。因此，应用伤口敷料来保护并为伤口愈合提供干净良好的愈合环境是十分必要的治疗方法。
传统的棉质类敷料(如医用纱布和止血绷带等)，虽然具有使用方便、良好的吸收性等优点，但存在伤口粘连、易造成二次损伤等缺点，治疗效果并不理想。1962年，GeorgeWinter教授证实在密闭湿性条件下，伤口愈合的速度是其暴露在空气中愈合速度的2倍，奠定了湿性敷料处理伤口的基石。以该理论为依据，目前已有多种新型敷料，包括泡沫敷料、水凝胶敷料、水胶体敷料等。调查结果显示2011-2019年，全国伤口护理敷料市场增长速度保持在10％以上，预计仍会保持良好增长态势。
但是，现有的医用粘合剂仍存在一定问题，不能完全满足要求，例如：氰基丙烯酸酯类粘合剂虽然粘接强度高，但是它具有一定的细胞毒性，与湿表面不容，在接触水后立即固化形成硬相区域，不能满足动态运动需求；纤维蛋白类粘合剂虽具有良好的生物相容性，但其与组织粘附性弱；泡沫敷料或水凝胶敷料，由于自身粘结能力较差、水分流失过快等因素，大部分还需要二次清除，以避免体内残留；常用的化学交联、物理交联和电子辐射交联等过程可能存在交联剂残留、稳定性差和有毒单体不完全聚合等风险。
因此，研制无需交联反应、无残留毒性、具有自粘结性、多表面适应能力并且易于担载药物的安全敷料十分必要。
本发明是提供一种新型高分子材料，以解决现有技术中的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无需交联反应、无残留毒性、具有自粘结性、多表面适应能力并且易于担载药物的安全新型高分子材料作为伤口敷料。
本发明公开了一种可用于伤口敷料的可降解聚合物，为包括PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)链段、聚脂肪族二醇链段的嵌段聚合物。
进一步地，所述聚脂肪族二醇链段为C1～C5的直链或支链聚脂肪族二醇链段，分子量为100～6000g/mol。
优选的，所述聚脂肪族二醇链段为C2～C5的直链聚脂肪族二醇链段。
优选的，所述聚脂肪族二醇链段为聚乙二醇链段、聚1，3丙二醇链段、聚丁二醇链段、聚1，5戊二醇链段中至少一种。
优选的，所述聚脂肪族二醇链段为双羟基聚乙二醇链段和/或单甲基聚乙二醇(mPEG)链段。
优选的，所述聚脂肪族二醇链段的分子量为100～6000g/mol；优选的500～3500g/mol；更优选为1000～3000g/mol；更优选的，采用1000g/mol、2000g/mol中至少一种。
进一步地，所述PLGA链段的分子量为1500～5000g/mol；优选为3000～4000g/mol；更优选为3500～3700g/mol。
进一步地，所述PLGA链段中，LA(丙交酯)与GA(乙交酯)的摩尔比为0.05～20：1；优选为4～15：1，更优选为5～10：1；更优选为7：1。
优选的，所述可用于伤口敷料的可降解聚合物具有通式(I)所示结构：
其中，通式(1)中R基团为-CH3或
进一步地，所述聚脂肪族二醇采用单甲基聚乙二醇时，所述可用于伤口敷料的可降解聚合物具有式(A1)所示结构：
进一步地，所述聚脂肪族二醇采用双羟基聚乙二醇时，所述可用于伤口敷料的可降解聚合物具有式(I-2)所示结构：
进一步地，所述x取值范围为2≤x≤150；优选的，11≤x≤80；更优选的，22≤x≤69；更优选的x为23、45中至少一种；
进一步地，所述y取值范围为5≤y≤30，优选的，10≤y≤25，更优选的，15≤y≤20，更优选的y为18；
进一步地，所述z取值范围为1≤z≤82，优选的，20≤z≤50，更优选的，25≤z≤45，更优选的，z为42。
本发明还提供了一种可用于伤口敷料的可降解聚合物的制备方法，包括以下步骤：
在无水无氧的条件下，将脂肪族二醇、乙交酯、丙交酯和催化剂在溶剂中混合，进行开环聚合反应，反应结束后进行纯化，得到可用于伤口敷料的可降解聚合物。
进一步地，所述可用于伤口敷料的可降解聚合物的制备方法中，采用抽真空烘烤和通氮气的方法来保持反应容器内无水无氧。
进一步地，所述溶剂优选为甲苯。需要说明的是，本发明对所述溶剂的用量没有特殊的限制，能够为原料提供液体反应环境即可。
进一步地，所述可用于伤口敷料的可降解聚合物的制备方法还包括如下步骤：
反应结束后，将得到的反应混合液进行纯化，所述纯化优选依次包括真空抽干溶剂、氯仿溶解、冰乙醚沉降和干燥。
优选地，所述纯化步骤具体如下：将反应所得混合溶液真空抽出甲苯溶剂，加入氯仿溶解，然后倒入冰乙醚中，静置沉降得到聚合物，固液分离后的聚合物放入真空烘箱中烘干去除残留乙醚，得到可用于伤口敷料的可降解聚合物。
进一步地，所述催化剂优选为辛酸亚锡、二乙基锌、1,8-二氮杂环十一烯和二月桂酸二丁基锡中的一种或几种。
进一步地，以质量分数计，所述催化剂的添加量为所述脂肪族二醇0.1～2％；优选为0.5～1％。
进一步地，所述开环聚合反应的温度为90～140℃，优选为100～130℃，更优选为110～120℃，更优选为110℃或125℃。
进一步地，所述开环聚合反应的时间为1～24h，优选为5～20h，更优选为10～15h，更优选为10h或12h。
本发明还公开了一种医用敷料，包括所述可用于伤口敷料的可降解聚合物。
本发明的有益效果在于：
1、可轻易涂敷在皮肤组织以及多种材料表面上，填充性及贴合性均优异，在出现伤口渗出液的情况下也不会脱落；
2、该聚合物由聚乙二醇引发乙交酯和丙交酯开环聚合得到，生物相容性良好并具有可降解性，防止有毒物质残留对机体产生影响，避免更换敷料时撕扯对伤口造成二次伤害；
3、产品呈透明状态，透明状态有利于进行实时的伤口检查，避免延误治疗；具有一定的吸水性，保持了伤口的湿润环境，有利于伤口修复；可作为医用粘合剂有效的粘合伤口、止血等；
4、该聚合物反应过程简单、反应时间较短，易于大量制备及保存。
附图说明
图1为流变仪测试结果图；
图2为实施例与对比例应用效果对照图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术实施例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种可用于伤口敷料的可降解聚合物，按照如下步骤制备：
将反应瓶抽真空烘烤、通氮气，反复三次以除水，加入双羟基PEG(分子量为1000g/mol)2g，GA 0.6g，LA 5g，抽真空通氮气以保持反应瓶内无氧无水的环境，加入溶剂甲苯及催化剂辛酸亚锡，催化剂用量为PEG总量的1％(摩尔比)，升温至110℃反应10h。
反应结束后，抽出甲苯溶剂，加入氯仿溶解，然后倒入大量冰乙醚中，静置沉降得到聚合物。放入真空烘箱除去残留乙醚。得到产物结构如式(A2)所示。
实施例2
一种可用于伤口敷料的可降解聚合物，按照如下步骤制备：
将反应瓶抽真空烘烤、通氮气，反复三次以除水，加入双羟基PEG(分子量为2000g/mol)4g，GA 3g，LA 1.5g，抽真空通氮气以保持反应瓶内无氧无水的环境，通过注射器加入溶剂甲苯及催化剂二乙基锌，催化剂用量为PEG总量的1％(摩尔比)，升温至110℃反应10h。
反应结束后，抽出溶剂甲苯，加入氯仿溶解，倒入冰乙醚中，静置沉降得到聚合物。放入真空烘箱除去乙醚。得到产物结构与实施例1相同。
流变仪测试结果如图1所示，损耗模量的数值显著高于储能模量，是典型的粘性体，且最大损耗模量值达22MPa。
实施例3
一种可用于伤口敷料的可降解聚合物，按照如下步骤制备：
将反应瓶抽真空烘烤、通氮气，反复三次以除水，加入单甲基mPEG(分子量为750g/mol)4.6g，GA 5.6g，LA 2.8g，抽真空通氮气以保持反应瓶内无氧无水的环境，通过注射器加入溶剂甲苯及催化剂1,8-二氮杂环十一烯，催化剂用量为PEG总量的0.5％(摩尔比)，升温至125℃反应12h。
反应结束后，抽出溶剂甲苯，加入氯仿溶解，倒入冰乙醚中，静置沉降得到聚合物。放入真空烘箱除去残留乙醚。得到产物结构如式(A1)所示。
比较例1
为了进一步证明本发明的创造性，特设置比较例1来说明聚乙二醇的分子量范围的选取的有益效果。
按照如下步骤进行反应：
将反应瓶抽真空烘烤、通氮气反复三次以除水，加入双羟基PEG(分子量为10000g/mol)2g，GA 0.06g，LA 0.5g，抽真空通氮气以保持反应瓶内无氧无水的环境，通过注射器加入溶剂甲苯及催化剂辛酸亚锡，催化剂用量为PEG总量的1％(摩尔比)，升温至110℃反应10小时。
反应结束后，抽出溶剂甲苯，加入氯仿溶解，倒入冰乙醚中，静置沉降得到聚合物。放入真空烘箱除去乙醚。得到产物结构式如式(II)所示。
上述产物为白色粉末状，无胶黏性。
比较例2
为了进一步证明本发明的创造性，特设置比较例2来说明PLGA链段组成的选择对于黏度的影响。
按照如下步骤进行反应：
将反应瓶抽真空烘烤、通氮气反复三次以除水，加入聚乙二醇(分子量为2000g/mol)4g，GA 0.05g，LA 1.5g，抽真空通氮气以保持反应瓶内无氧无水的环境，通过注射器加入溶剂甲苯及催化剂辛酸亚锡，催化剂用量为PEG总量的1％(摩尔比)，升温至110℃反应10小时。
反应结束后，抽出溶剂甲苯，加入氯仿溶解，倒入冰乙醚中，静置沉降得到聚合物。放入真空烘箱除去乙醚。得到产物结构式与实施例相似。但是产物不具备粘性特征。
应用例1
小鼠皮肤缺损修复实验中，选用雌性昆明鼠，注射1％的巴比妥钠麻醉后，分别在背部两侧利用模具造出直径为7mm的圆形全皮层缺损模型，如附图2所示：上三图为对照组，裸露伤口擦拭生理盐水；下三图为实验组，表面直接粘附实施例1制备得到的实验材料。
0天、3天和7天后，分别拍照并利用Image J软件分析计算面积。结果如附图2所示，最初0天时，术后贴敷有实验材料的实验组能使伤口暴露面积缩小26.96％，7天可见贴敷有实验材料的部位已基本愈合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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