一种喷涂的水凝胶多功能伤口敷料的制作方法

1.本发明属于医疗用品的技术领域，特别涉及一种喷涂的水凝胶多功能伤口敷料。


背景技术：

2.伤口的愈合，是人们比较关心的问题，通常关节处伤口、糖尿病患者的足溃疡等是目前临床上几类较难愈合的伤口。这是因为指关节、肘关节、膝关节、肩关节、腕关节、踝关节等部位由于频繁的弯曲活动，皮肤受到拉伸作用；足底部位由于行走运动等而受到压力作用。一旦上述部位受伤，在机械力的作用下皮肤产生形变，使伤口频繁地受到拉扯、挤压等，干扰愈合过程，增加受细菌感染的几率，延迟甚至使伤口难以愈合。同时机械力对伤口的作用也易增加病人的疼痛感。目前常用的敷料有：载抗菌肽伤口敷料、载氧化铈纳米颗粒伤口敷料、水凝胶伤口敷料。
3.由于伤口感染、延迟愈合和疤痕形成的影响，伤口管理对全球医疗体系构成了相当大的经济负担。然而，从临床角度来看，目前很少有能够预防感染、促进伤口快速愈合和减少疤痕形成且应用方便的多功能伤口敷料。
4.如专利申请201910457770.1公开了一种力致响应药物控释多功能伤口敷料，该多功能伤口敷料包括水凝胶和负载在所述水凝胶上的药物。本发明还公开了多功能伤口敷料的制备方法及其应用。采用本发明的多功能伤口水凝胶敷料，当通过拉伸力、压力等机械力作用而使水凝胶产生形变，可以调控水凝胶中活性药物释放，并且促进药物渗透进入皮肤组织，能够应用于各类受力伤口的抗感染、镇痛、促愈合等。
5.然而，上述技术主要是利用水凝胶来负载药物，负载的药物要求高，负载限制多，且粘附能力和降解性并不是很好，因此，亟需进行改进。


技术实现要素：

6.目前很少有伤口敷料能具有多种功能且具有应用的便利性，本发明提供一种喷涂的水凝胶多功能伤口敷料，该敷料能够负载氧化铈纳米颗粒和抗菌肽，具有快速抗菌、广谱抗菌活性、清除活性氧能力、易于使用、粘附能力和良好的降解性。
7.基于此，本发明是这样实现的：一种喷涂的水凝胶多功能伤口敷料，其特征在于该敷料是通过以下方法制得：步骤一，首先选用光交联、生物可降解的甲基丙烯酰凝胶(gelma)作为水凝胶骨架，凝胶中的胺基与过量的琥珀酸酐反应生成羧基；将甲基丙烯酰凝胶(gelma)泡沫(2.0 g)完全溶解在磷酸盐(pbs)中，然后加入三乙胺(2.0 ml)和琥珀酸酐(1.0 g)。该混合物在50
°
c下搅拌6-12h，对去离子水进行透析，并冻干生成干gelma-cooh。
8.步骤二，然后，在氮气保护下，将生成的gelma-cooh溶解在pbs中，然后通过edc/nhs偶联反应与盐酸多巴胺（dopa）反应，与邻苯二酚基序结合；所得到的溶液用0.01 m的盐酸在去离子水中透析4天以上，最后冻干以产生gelma-dopa泡沫；
步骤三，再将冻干的gelma-dopa聚合物以不同的浓度溶解在去离子水中，然后加入光引发剂及氧化铈纳米颗粒和抗菌肽制备复合预聚物溶液；以0.5% (w/v)的比例加入光引发剂irgacure 2959，再加入氧化铈纳米颗粒（ceons ）(100.0 μg/ml)和抗菌肽（amp ）(150.0 μg/ml)制备复合预聚物溶液。
9.步骤四，再将复合聚合物溶液通过紫外线光照射，生成ceons/amp负载gelma-dopa水凝胶，最后将交联水凝胶样品用pbs轻轻冲洗以去除未反应的成分，即得喷涂的水凝胶多功能伤口敷料。
10.再将复合聚合物溶液(100.0 μl)转移到聚二甲基硅氧烷模具中，暴露在紫外线光(6.9 mw/cm 2,360
−
480 nm)下30 s以上，生成ceons/amp负载gelma-dopa水凝胶。
11.本发明所制备的敷料负载氧化铈纳米颗粒和抗菌肽，具有快速抗菌、广谱抗菌活性、清除活性氧能力、易于使用、粘附能力和良好的降解性等，在一定程度上解决与慢性伤口治疗和管理相关的治疗和经济负担。
具体实施方式
12.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
13.本发明所设计的喷涂的水凝胶多功能伤口敷料，所采用的制剂有：来自猪的 a 型明胶（约 300 克bloom，94%）、甲基丙烯酸酐（94%）、盐酸多巴胺（98%）、2-羟基-1-[4-（2-羟基乙氧基）-苯基]-2-甲基-1-丙酮（irgacure 2959，99%），牛血清白蛋白（bsa，98%），二甲亚砜（dmso，99%），丁二酸（99%），三乙胺（99%），2-（n
ꢀ‑
吗啉代）-乙磺酸半钠盐（mes，98%），氢氧化铵，乙酸，n-（3-（二甲氨基）-丙基）-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐（edc，98%），n-羟基琥珀酰亚胺（ nhs, 99%)、盐酸、ii 型胶原酶和氧化氘 (d 2 o, 99%)、1,1-二苯基-2-苦基肼 (dpph)、超氧化物歧化酶 (sod) 检测试剂盒-wst 购自sigma-aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。
[0014]
多聚甲醛（4% 水溶液）购自 ems（中国武汉）。
[0015]
ceon 购自 us research nanomaterials (99.9%, 10
–
30 nm, houston, tx, usa)。 amp hhc-36 购自 cpc scientific (sunnyvale, ca, usa)。
[0016]
活/死活力/细胞毒性试剂盒，prestoblue 细胞活力试剂，alexa fluor 594-鬼笔环肽，4,6-二脒基-2-苯基吲哚 (dapi) 和 amplex-red 试剂检测购自 thermo fisher scientific (waltham, ma, usa)。
[0017]
dulbecco 改良 eagle 培养基 (dmem)、胎牛血清 (fbs)、青霉素、链霉素、磷酸盐缓冲盐水 (pbs)、胰蛋白酶-乙二胺四乙酸（胰蛋白酶
ꢀ‑
edta）、l-谷氨酰胺、抗生素（青霉素/链霉素）和 ros检测试剂盒（dcfh-da）购自 beyotime（中国海门）。
[0018]
人皮肤角质形成细胞（hacat 细胞）、金黄色葡萄球菌（atcc 25923）、表皮葡萄球菌（atcc 12228）、铜绿假单胞菌（atcc h1001）和大肠杆菌（atcc 252922）购自 atcc（美国弗吉尼亚州马纳萨斯）。
[0019]
制备方法如下：首先选用光交联、生物可降解的甲基丙烯酰凝胶(gelma)作为水凝胶骨架，凝胶中
的胺基与过量的琥珀酸酐反应生成羧基。将甲基丙烯酰凝胶(gelma)泡沫(2.0 g)完全溶解在磷酸盐(phosphate-buffered saline ,pbs)中，然后加入三乙胺(2.0 ml)和琥珀酸酐(1.0 g)。该混合物在50
°
c下搅拌过夜，对去离子水进行透析，并冻干生成干gelma-cooh。
[0020]
然后，在氮气保护下，将生成的gelma-cooh溶解在pbs中，然后通过edc/nhs偶联反应与盐酸多巴胺（dopa）反应，与邻苯二酚基序结合。所得到的溶液用0.01 m的盐酸在去离子水中透析4天，最后冻干以产生gelma-dopa泡沫。
[0021]
再将冻干的gelma-dopa聚合物以不同的浓度溶解在去离子水中，以0.5% (w/v)的比例加入光引发剂irgacure 2959，再加入氧化铈纳米颗粒（cerium oxide nanoparticles ，ceons ）(100.0 μg/ml)和抗菌肽（antimicrobial peptide，amp ）(150.0 μg/ml)制备复合预聚物溶液。
[0022]
再将复合聚合物溶液(100.0 μl)转移到聚二甲基硅氧烷(pdms, sigma-aldrich)模具中，暴露在紫外线(uv)光(6.9 mw/cm 2,360
−
480 nm)下30 s，生成ceons/amp负载gelma-dopa水凝胶，最后将交联水凝胶样品用pbs轻轻冲洗以去除未反应的成分。
[0023]
本发明设计的是一种负载有氧化铈纳米颗粒和抗菌肽的可喷涂水凝胶作为多功能创面敷料，具有喷涂、粘附、降解、广谱抗菌和清除活性氧特性。
[0024]
水凝胶敷料能够恢复有利于创面的局部微环境，通过维持湿润的创面环境，吸收组织渗出物，允许氧气渗透，减少炎症，并可调节局部免疫反应。另外，水凝胶创面敷料的内部多孔结构可以保持创面水分，促进气体交换。水凝胶也可作为基质，为载药、生长因子、细胞因子甚至细胞的可控释放提供了方便的递送平台。从临床应用角度看，可喷涂、可降解的水凝胶敷料对创面黏附性高，使用方便，无需更换敷料。
[0025]
氧化铈纳米颗粒作为活性氧清除剂具有巨大的潜力，并在各种活性氧过量的疾病(如肝脏炎症、败血症、急性肾损伤、辐射诱导的组织损伤)中显示出保护哺乳动物细胞免受过量活性氧和活性氮损害的能力。负载氧化铈纳米颗粒的创面敷料，可以刺激创面皮肤重塑，甚至是慢性糖尿病创面，具有有效的活性氧清除能力。
[0026]
抗菌肽作为一种新型抗菌药物，已被广泛应用于革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌感染的治疗中，具有广谱抗菌活性和良好的疗效。
[0027]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。