一种ε-聚赖氨酸-对羟基苯丙酸抗菌水凝胶敷料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸水凝胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]人们在日常生活和工作中造成人体皮肤的各种损伤是不可避免的。据世界卫生组织统计，1990年全球各种创伤致死人数约510万人，预计2020年会增至840万人。据国家卫生部统计，2005年创伤在我国城市和农村中均为第5位死因，占总死亡人数的6.17%。因此，创伤是一类不可忽视的疾病。创伤敷料是能够起到暂时保护伤口、防止污染、促进愈合的医用材料，使用创伤敷料是进行创伤治疗的有效手段之一。
[0003]理想的敷料应该具有可吸收伤口渗出液、保持伤口接触面的温度及湿度、良好的透气性、抗菌消炎等优点。水凝胶敷料较为接近理想敷料的要求。因为水凝胶是由亲水性高分子化合物通过共价键、离子键或氢键等交联得到的一种含有大量水分、具有三维网状结构的溶胀体，具备一定的抗压强度，且能够为伤口提供湿润的环境，与生物组织有较好的相容性，因而在药物控释、组织工程支架、创伤敷料等生物医学工程领域受到极大的关注，有着极为良好的应用前景。
[0004]虽然湿润环境有助于细胞生长，促进伤口的愈合，但同时也有利于有害微生物的滋长，因此，功能性敷料的抗有害微生物感染特性就显得尤为重要。有许多研宄报道了通过浸渍、涂层和化学或物理改性等方法来改善敷料的抗有害微生物性能。如Radhakumary等以聚N—异丙基丙烯酰胺(NIPPA)改性的壳聚糖为载体，混入环丙沙星，制备了具有抗菌性能和药物缓释作用的温敏性凝胶敷料。银系抗菌敷料也多被报道，银具有高效的抗菌性，它可通过浸渍、共混等方法，赋予敷料抗菌或抑菌功能，减轻创面感染，促进伤口愈合。中国发明专利CN102218155A中公开了一种纳米银功能性水胶体医用敷料的制备方法，是将纳米银粉体加入到高分子熔体中，但纳米银团聚严重，影响抗菌性能。中国发明专利CN102266583A中公开了一种纳米银湿态敷料的制备方法，将改性细菌纤维素浸渍在硝酸盐溶液中，得到含选择性负载银离子的细菌纤维素，但形成的敷料在应用的过程中随着银离子的流失，抗菌效果随之减弱。另外，也有采用抗生素，例如庆大霉素、三氯生、苯扎氯胺等，添加到敷料中起抗菌作用的报道。
[0005]然而，目前报道或应用的抗有害微生物医用敷料，一方面多数采用改性甲壳素或纳米银体系，不仅价格昂贵，而且抗微生物起效慢，效果也并不理想；另一方面，很多采用有机小分子抗菌剂，例如邻羟基环戊烯二酮等，季铵盐、季双胍类抗菌剂等，具有杀菌快、抗菌范围广等优点，但是将抗菌剂简单地采用共混或浸渍的方法加入敷料中，渗出的抗菌剂不仅可能会危害人体健康，而且长期使用还会导致耐药性病原菌的形成，从而大大降低药物的抗感染能力。
[0006]ε -聚赖氨酸(EPL)是一种由微生物合成的聚合度为25_35的L-赖氨酸同型聚合物，具有广谱抗菌(对革兰阴性菌、革兰阳性菌、真菌及部分病毒等均有抗菌作用)、安全无毒、水溶性好及热稳定性高等优点，被广泛用于食品防腐领域，由于其结构富含阳离子氨基，本身具备抗菌能力，不需另外添加小分子抗菌药物，且便于修饰改性，是制备抗菌材料的理想选择。
[0007]水凝胶的制备方法主要有化学法、辐射法等。化学法制备水凝胶过程中需要加入一定量的交联剂，是制备水凝胶较为常用的方法，生成的水凝胶性质受交联单体、交联剂及反应条件的影响，且这些单体和交联剂往往具有毒性，会导致材料的生物相容性差。辐射法通过高能辐射引发交联制得水凝胶，其过程不需添加化学交联剂和引发剂等，产品纯净，且可在室温下进行，反应条件温和，可以通过控制辐射剂量等控制产品性能，同时凝胶形成与消毒可同步进行。但是辐射法制备的水凝胶一般情况下机械强度较小，对设备要求很高，使用的广泛性受到限制。
[0008]综上，抗菌创伤水凝胶敷料在抗菌材料和水凝胶的制备方法均存在着各种方面的不足，或生物相容性差，或抗菌性差等。
【发明内容】
[0009]本发明旨在摒弃在创伤敷料制备过程中加入抗生素、小分子药物等化学试剂的传统工艺，提供一种具有固有抗菌效果的水凝胶敷料，且具有良好的生物相容性和生物降解性。
[0010]本发明的另一目的在于提供一种聚赖氨酸水凝胶抗菌敷料的制备方法，该方法采用酶原位凝胶的方法制备，用此方法获得的聚赖氨酸抗菌水凝胶成胶时间、机械性能、降解性可控，具有更好的生物相容性。
[0011]为实现本发明的目的及解决其技术问题，采用以下技术方案:
[0012]一种ε-聚赖氨酸-对羟基苯丙酸抗菌水凝胶敷料的制备方法，它包括如下步骤:
[0013](I) ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸共聚物(EPL-HPA)的制备:
[0014](Ia)将对羟基苯丙酸(HPA)溶解于有机溶剂和去离子水的共混溶剂中，搅拌混合均匀；
[0015](Ib)向步骤(Ia)得到的混合体系中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，在冰浴条件下活化2?8h ;
[0016](Ic)将去离子水溶解的ε -聚赖氨酸加入到步骤(Ib)活化后的体系中，室温条件下反应10?20h ；
[0017](Id)将步骤(Ic)得到的体系转移至透析袋中，置于去离子水中透析3?7天；
[0018](Ie)将步骤(Id)透析后的纯化溶液冷冻干燥得到ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸共聚物；
[0019](2)以PBS缓冲液作为溶剂，在常温下分别配制A原液和B原液:
[0020]A原液溶质为ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸共聚物和辣根过氧化物酶(HRP)；
[0021]B原液溶质为ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸共聚物(EPL-HPA共聚物)和过氧化氢(H2O2);
[0022](3)将步骤⑵得到的A原液和B原液分别加入双头注射器的AB管中，缓慢推出得到均匀透明的ε-聚赖氨酸-对羟基苯丙酸抗菌水凝胶敷料。
[0023]步骤(Ia)中，所述的有机溶剂为N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜或乙酸乙醋，优选Ν，Ν-二甲基甲酰胺(DMF)。有机溶剂和去离子水(RO水)的体积比为1:1?5。
[0024]步骤(Ia)中，对羟基苯丙酸的用量为lg/100mL共混溶剂。
[0025]步骤(Ib)中，1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为3.5?1:1，优选1:1 ;1_(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与对羟基苯丙酸的摩尔比为5?1:1，优选3:1。
[0026]步骤(Ic)中，所述的ε -聚赖氨酸由微生物发酵法制备得到；分子量为2000?5500道尔顿。
[0027]步骤(Ic)中，ε-聚赖氨酸中的氨基与对羟基苯丙酸的摩尔比为1:1?5，优选1:3。
[0028]步骤(2)中，所述的PBS缓冲液为0.01?0.05mol/L的PBS缓冲液，优选0.0lMPBS缓冲液。
[0029]步骤⑵中，A原液中，溶质ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸共聚物的浓度为4?20wt%，优选10wt% ;溶质辣根过氧化物酶的浓度为0.02?0.lmg/mL，优选0.05mg/mL ；B原液中，溶质ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸共聚物的浓度为4?20wt%，优选20wt%;溶质过氧化氢浓度为0.04?0.12wt%，优选0.12wt%。
[0030]步骤(3)中，A原液和B原液等体积推出混合。
[0031]上述制备方法制备得到的ε -聚赖氨酸-对羟基苯丙酸抗菌水凝胶敷料也在本发明的