一种白蛋白基水凝胶敷料及其制备方法与流程

本发明属于生物医学、材料技术、创伤修复以及医疗器械领域，具体涉及一种白蛋白基水凝胶敷料，同时本发明还涉及该水凝胶敷料的制备方法及应用。

背景技术：

我国每年有数千万人次因为意外事故或手术导致皮肤损伤，且随着人口老龄化的加剧，与老年人密切相关的压疮和溃疡等慢性创面也逐渐增多。皮肤创伤愈合是一个复杂的生物学过程，包含一系列的生物学事件，主要包括炎症、组织再生以及组织重构。湿润环境有利于上皮组织新生与胶原合成从而加速创伤愈合，因此水凝胶材料由于高保水性可为创面维持适当湿润的修复环境，可以有效缓解疼痛，加速伤口愈合速度，是一种适用于各种类型的创口修复敷料。

亲水性聚合物为一系列含多个亲水基团（如羟基、羧基、胺基以及聚环氧乙烷链段）的聚合物，这些聚合物在亲水基团的作用下可溶解在水中或是具有很好的吸水性能。亲水聚合物有较好的生物相容性，在生物医学领域有广泛的用途。如人工合成的聚乙二醇类水凝胶（peg）具有良好的生物相容性，并且能通过化学方法对其结构、性能进行修饰和调节，来满足不同情况的需要。基于peg这些优良的性能，通过多种交联技术构建的peg基水凝胶产品已成功应用于临床。

白蛋白是最早被发现且被研究的蛋白，在人体含量丰富，在血清中尤为显著。白蛋白表面有多个结合位点，与金属离子如cu²⁺，zn²⁺，以及脂肪酸，氨基酸和药物等具有很强的结合作用。因此白蛋白最重要的生理作用就是在血液中结合这些物质并将其运送至靶向机体或组织。同时由于白蛋白能够结合离子，可以调节并维持机体的ph及血浆的渗透压。许多研究也将血清白蛋白作为药物载体，将药物传送至人体内的疾病部位，从而提高药物的有效性。有文献报道，人血清白蛋白或牛血清白蛋白可以通过抑制弹性蛋白酶（一种在慢性炎症创口高表达的因子）的活性来促进慢性创口愈合（advancesinexperimentalmedicineandbiology,2012,733:155-164.）对于严重烧伤的病人，外源性补充白蛋白能够可改善局部血液循环，供给局部组织蛋白质，调节渗透压消除肉芽组织水肿。

中国专利cn105521521a公开了一种肺部封合医用凝胶及其制备方法与应用，提到了应用人血清白蛋白和含有亲电官能团的亲水性聚合物在一定条件下快速反应用于创口的粘合、止血、防渗漏或防粘连中的应用，但是这种凝胶的成胶时间在3~150秒，成胶过快，不利于作为皮肤创伤敷料的临床使用。目前有多种水凝胶类创口敷料，主要包括海藻酸类，羧甲基纤维素类以及载有药物的水凝胶敷料等。对比之前传统的敷料，本发明所述的水凝胶敷料具有高含水量和优越的保水性，并且具有优良的组织粘结强度。

本发明是基于在弱碱性条件下，白蛋白表面的氨基和含有亲电官能团的聚乙二醇可以原位反应形成凝胶。利用在不同的浓度和ph条件下，白蛋白表面的氨基对含有亲电官能团的聚乙二醇的亲核进攻性不同，从而使整个体系具有可调的成胶时间，作为皮肤创伤敷料以适应不同的临床实际操作需要。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种具有可调的成胶时间、高含水量和优良的组织粘结强度的白蛋白基水凝胶敷料。

一种白蛋白基水凝胶敷料，主要成分为白蛋白和含有亲电官能团的亲水性聚合物。

本发明所述的白蛋白基水凝胶敷料，白蛋白的来源可以是人、牛、马、羊、老鼠等动物的血清白蛋白和重组人血清白蛋白，优选为人血清白蛋白。

上述白蛋白基水凝胶敷料，亲水性聚合物主体可以为聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯醇，优选为聚乙二醇，亲水性聚合物分子量为1000～100000，优选为2000-50000，更优选3000-20000。

上述的白蛋白基水凝胶敷料，亲电官能团选自马来酰亚胺基(-mal)，丙醛基(-ald)，琥珀酰亚胺碳酸酯基(-sc)，琥珀酰亚胺乙酸酯基(-scm)，琥珀酰亚胺丙酸酯基(-spa)，琥珀酰亚胺琥珀酸酯基(-ss)，琥珀酰亚胺戊二酸基和琥珀酰亚胺癸二酸基等，优选的官能团为琥珀酰亚胺琥珀酸酯基封端，每个亲水性聚合物分子亲电官能团的个数在2个以上。

本发明的另一目的是提供一种白蛋白基水凝胶敷料的制备方法。

本发明提供的白蛋白基水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：（1）配置ph范围为6.0~11.0的缓冲溶液，可任选磷酸盐缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液、组氨酸缓冲溶液、碳酸氢钠-碳酸钠缓冲溶液、tris-盐酸缓冲溶液、二乙醇胺缓冲溶液或上述缓冲溶液的组合等；（2）在ph范围为6.0~11.0的缓冲溶液中加入白蛋白粉体，配置成浓度为5%-45%(w/v)的白蛋白溶液；（3）称取含有亲电官能团的亲水性聚合物溶于纯化水中，配置成浓度为2.5%-25%(w/v)含有亲电官能团的亲水性聚合物水溶液；（4）将含有亲电官能团的亲水性聚合物水溶液与白蛋白溶液混合形成凝胶，含有亲电官能团的亲水性聚合物水溶液与白蛋白溶液的体积比为30:70到70:30。

本发明所述的水凝胶可以采用以下方法检测。

成胶时间检测：采用试管倒置的方法检测成胶时间。将白蛋白溶液与含亲电官能团的组分溶液加入到离心管中，放于37℃恒温水浴锅中，使用秒表计时，每隔5秒倾斜或倒转一次离心管，当溶液在离心管中不流动的时间记为成胶时间。

含水量检测：本实验采用圆柱状水凝胶样品进行。每个水凝胶样品的高度为10mm，直径为15mm。水凝胶制备好后，称取样品重量记为wwet；将样品冷冻干燥后再称重，记为wdry。水凝胶样品的含水量可通过以下公式计算：

含水量=(wwet-wdry)/wwet×100%

将冻干后的样品在磷酸盐缓冲液中浸泡24小时候重新称重，记为wswell.

水凝胶样品的平衡含水量可通过以下公式计算

平衡含水量=(wswell-wdry)/wswell×100%

组织粘结强度检测：本实验采用标准（yy/t0729.1-2009）进行。取新鲜猪皮，裁剪成1cm×15cm条状结构，之后将两种溶液混合后滴加在一片猪皮的真皮层上，覆盖上另外一片猪皮的真皮层。使水凝胶原位成胶，之后使用50g砝码压置粘结区域1分钟，并量取粘结区域的面积。之后将样品至于力学试验机的夹具内，使受力方向为样品的长轴方向，以1mm/min的速度对样品加载至破坏，记录应力-应变曲线。

本发明的另一目的在于提供上述白蛋白基水凝胶敷料的应用。

本发明的新型白蛋白基水凝胶敷料具有可调的成胶时间，可以制备成可注射型创伤敷料，并且具有良好的组织粘结强度，可以形成贴合皮肤和创口形状的水凝胶敷料。本发明中的水凝胶敷料并且具有高保水性，可以为伤口部位维持湿润环境，对创伤修复具有促进作用。

附图说明

图1为采用本发明的两种水凝胶含水量和平衡含水量。

图2为采用本发明的两种水凝胶组织粘结强度。

图3为采用本发明一个示例的水凝胶治疗前、治疗7天和14天后裸鼠背部创口照片。

具体实施方式

实施例1

分别配制ph为7.40和9.40的磷酸盐缓冲溶液，之后分别取1ml磷酸盐缓冲溶液加入白蛋白粉体0.2克（20%,w/v）使其溶解成透明液体，分别配制成ph为7.40和9.40的白蛋白磷酸盐缓冲溶液。称取分子量为3500的双琥珀酰亚胺琥珀酸酯基聚乙二醇0.1g，溶解在1ml去离子水中，涡旋使其溶解成为透明状液体。之后分别将1mlph为7.40和9.40的白蛋白磷酸盐缓冲溶液与等体积双琥珀酰亚胺琥珀酸酯基聚乙二醇溶液混合，成胶时间分别为18.7分钟（ph为7.4时）和12秒（ph为9.4时）。两种凝胶都具有较高的含水量（如图1所示）。组织粘结强度检测结果显示，应力随应变先增加达到最大值，再逐渐减小（如图2所示）。

实施例2

利用裸鼠背部慢性创口模型来评估该发明水凝胶的创伤修复效果。具体方法是在裸鼠背部制造1个直径1cm的创面，静脉注射depomedrol延缓愈合(20mgkg-1bw，稀释10倍，每只100μl)。将实施例1中ph为7.4的水凝胶施加在创口上。利用该敷料对慢性创口进行7天和14天治疗之后，创口部位得到了明显的愈合（如图3所示）。