一种皮肤创口粘合修复材料及其制备方法、应用与流程

本发明属于皮肤创口敷料技术领域，具体涉及一种皮肤创口粘合修复材料及其制备方法。

背景技术：

皮肤是生物体最大的器官，其总重量在体重中的占比为5～15％，并且是人体与外界环境接触的第一道屏障，阻止微生物的入侵，同时它还对体液内环境的调控、体温调节、免疫监控和自身愈合起着重要作用。皮肤缺损会造成新陈代谢紊乱、免疫失调及电解质平衡失调等一系列危害健康的病理变化，严重情况下会导致人体休克甚至危及生命。为促进皮肤创口修复以及粘合，因此需要将一种交联剂将创口组织粘合，使得创口闭合，不受外部微生物的侵扰，从而防止创口的感染和重度脱水，为创口愈合提供相对适宜的环境促进创口愈合。

粘合材料是指能使两种或两种以上的制件或材料在一定条件下通过表面黏附作用粘接在一起并在固化后具备一定粘接强度的高分子材料。粘合材料广泛应用于国民经济建设的众多领域，是现代工业发展必不可少的重要材料。传统粘合胶大多为合成类高分子胶黏剂，其合成过程工艺复杂，并且不够绿色。天然高分子类胶黏剂具有取材广、成本低和绿色环保等优点，因此被广泛用于生物医疗领域。

理想的医用皮肤创口粘合材料应具有粘合创口、保护创口以及避免外部环境的侵扰。现如今的胶黏剂大多数为液体胶，存在着粘合时间长、粘合性能差、易脱落等缺点；此外，大多数粘合胶是通过溶剂的挥发或者光聚合效应起到粘合作用，使得操作便利性降低。

技术实现要素：

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种皮肤创口粘合修复材料及其制备方法、应用。

具体地，本发明采用以下技术方案：

一种皮肤创口粘合修复材料，所述粘合修复材料以天然蛋白质为主体，蛋白质分别与氨基类多糖和二价金属离子发生化学和物理双交联；其中，蛋白质与氨基类多糖发生酰胺化反应从而发生化学交联，蛋白质与二价金属离子发生物理络合，从而形成交联结构。

作为优选方案，所述天然蛋白质为丝素蛋白、明胶或多肽。

作为优选方案，所述氨基类多糖为壳聚糖或壳聚糖的衍生物。

作为优选方案，所述二价金属离子为二价的钙离子、铁离子、铜离子或锌离子。

作为优选方案，所述化学交联为蛋白质的羧基与氨基类多糖之间的酰胺化反应，通过控制蛋白质与氨基类多糖的比例以改变交联程度和粘合修复材料的粘合强度。

作为优选方案，所述物理络合为二价金属离子与蛋白质的羧基发生物理络合，通过控制蛋白质与二价金属离子的比例从而改变络合程度和粘合胶的粘合强度。

作为优选方案，所述粘合修复材料的含水量为20～80wt％。

本发明提供如上任一方案所述的皮肤创口粘合修复材料的制备方法，包括以下步骤：

s1、将天然蛋白质溶解于酸性溶剂中，并向酸性溶剂中加入氨基类多糖发生化学交联反应得到溶液一；

s2、将含二价金属离子的化合物加入溶液一中，发生物理络合，得到粘合胶水；

s3、对粘合胶水进行除溶剂，得到粘合修复材料。

作为优选方案，所述步骤s3中，除溶剂的方法为真空干燥或乙醇沉淀。

本发明还提供如上任一方案所述的制备方法制得的粘合修复材料的应用，应用于包装粘合、密封粘合或生物创口粘合。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明利用蛋白质分别与氨基类多糖和二价金属离子发生化学和物理双交联，制得粘合修复材料，具有优异的创口粘合性能。

本发明的粘合修复材料对橡胶、玻璃、塑料、铁制品、皮肤、陶瓷、纸张和木材等材质均具有优异的粘附特性。

附图说明

图1是本发明实施例一的粘合修复材料的流变学测试图；不同含水量的粘合修复材料的粘度随剪切速率变化情况(a)，剪切速率为1s^-1时，不同含水量粘合胶的粘度(b)，不同含水量的粘合修复材料的模量随角频率变化情况(c)。

图2是本发明实施例一的粘合修复材料的粘附实物图，采用50wt％的粘合胶对橡胶、玻璃、塑料、铁制品、皮肤、陶瓷、纸张和木材等物品进行粘附。

图3是本发明实施例一的粘合修复材料用于粘合猪皮，其中，a和b分别表示叠加拉伸和对接拉伸时的粘附拉伸性能。

图4是本发明实施例一的粘合修复材料吸水溶胀后二维和三维细胞培养0和72小时后的电子显微图和激光共聚焦图。

图5是本发明实施例一的粘合修复材料用于创口粘合的示意图和效果图。

图6是本发明实施例二的粘合修复材料在抗菌效果的研究。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例一：

本实施例的皮肤创口粘合修复材料，为基于丝素蛋白/壳聚糖/ca²⁺的粘合胶。

具体地，本实施例利用丝素蛋白中含有大量的侧基为羧基的氨基酸与氨基多糖发生化学交联，与ca²⁺发生物理络合，从而得到粘附性能优异的粘合胶。

本实施例的丝素蛋白/壳聚糖/ca²⁺生物粘合胶的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)丝素蛋白的制备

丝素蛋白的制备通过脱脂、溶解和冻干后获得。具体地，将蚕茧茧剪成小块状，并去除上面肉眼可见的杂质。将5g备用蚕茧加入到3l浓度为0.02mol/l的碳酸钠的爆沸溶液中，持续搅拌10min以脱去丝胶部分，反复脱胶2次。利用去离子水反复清洗3次以除杂质，之后将脱胶后的丝素蛋白置于40℃的真空干燥箱中以出去水分，得到干燥的丝素蛋白。

为进一步去杂，将2g的丝素蛋白溶解在10ml的9.3mol/l的溴化锂溶液，将溶解后的丝素蛋白溶液通过0.22μm的过滤器，从而除去多于杂质和微生物。

利用截留分子量为3500da的透析袋装载去杂后的丝素蛋白溶液，并置于去离子水中进行透析以出去多余杂质，最后利用冷冻干燥得到丝素蛋白。

(2)丝素蛋白溶液的制备

将丝素蛋白溶于酸性溶液中，待完全溶解得到丝素蛋白溶液。具体地，将2g丝素蛋白溶解在20ml的甲酸中，并以600rpm/min均速搅拌3小时，从而得到均一的丝素蛋白溶液。

(3)化学交联

向丝素蛋白溶液中加入一定量的壳聚糖溶液，并以600rpm/min均速搅拌12小时，使得丝素蛋白与壳聚糖充分反应，即化学交联；其中，丝素蛋白的氨基酸含量与壳聚糖单糖物质的量比为9：1。

(4)物理络合

向步骤(3)得到溶液中加入适量的二价钙离子(cacl2)，ca²⁺与丝素蛋白的氨基酸的物质的量比为2：1，持续搅拌3小时，得到生物胶水。

(5)除溶剂

将上述生物胶水真空干燥去除溶剂，或者利用乙醇进行沉淀，并真空干燥去除乙醇，得到粘合胶。

本实施例测定了含水量分别为20％、35wt％、50wt％、65wt％和80wt％时粘合胶的粘度变化和模量变化，具体如图1所示；其中，粘合胶的含水量是指粘合胶吸收水的质量占总质量的比值。

选取含水量为50wt％作为实验组，并进行粘附表征，结果表明表明粘合胶对橡胶、玻璃、塑料、铁制品、皮肤、陶瓷、纸张和木材均具有优异的粘附特性，如图2所示。因此，本实施例的粘合胶可以应用于包装粘合、密封粘合等。

利用粘合胶粘合皮肤，并测其粘附拉伸性能，表明叠加粘合拉伸应力超过75kpa，如图3所示。

对粘合胶进行细胞相容性进行测试，如图4所示，随着时间的增加，活细胞的数目增加，证明其可作为优异的细胞载体。

利用粘合胶用于创口粘合，观察发现，第9天几乎看不见创口，如图5所示。

实施例二：

本实施例的皮肤创口粘合修复材料，为基于丝素蛋白/聚赖氨酸-壳聚糖/zn²⁺生物粘合胶。

本实施例的粘合胶主要是将丝素蛋白与改性壳聚糖(聚赖氨酸-壳聚糖)和二价锌离子发生化学交联与物理络合，从而在制得粘附性能优异的粘合胶的同时赋予其优异的抗菌性能。

具体地，本实施例的丝素蛋白/聚赖氨酸-壳聚糖/zn²⁺粘合胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)丝素蛋白的制备，同实施例一；

(2)丝素蛋白溶液的制备，同实施例一；

(3)化学交联

向丝素蛋白溶液中加入一定量的聚赖氨酸-壳聚糖溶液，并以600rpm/min均速搅拌12小时，使得丝素蛋白与聚赖氨酸-壳聚糖充分反应，即进行化学交联，丝素蛋白的氨基酸含量与聚赖氨酸-壳聚糖单糖物质的量比为9：1。

(4)物理络合

向步骤(3)得到溶液中加入适量的二价锌离子(zncl2)，zn²⁺与丝素蛋白氨基酸的物质的量比为2：1，持续搅拌3小时，得到生物胶水。

(5)除溶剂

将上述所得溶剂真空干燥去除溶剂，或者利用乙醇进行沉淀，并真空干燥去除乙醇，得到粘合胶。

本实施例为证明聚赖氨酸-壳聚糖与zn²⁺的加入能够赋予粘合胶优异的抗菌性，因此对粘合胶的抑菌型进行了表征，如图6所示，表明本实施例的粘合胶具有优异的抗菌性能。

实施例三：

本实施例的皮肤创口粘合修复材料，为基于明胶/壳聚糖/fe²⁺生物粘合胶。

本实施例主要是将明胶与壳聚糖及二价铁离子发生化学交联与物理络合，从而在制得粘附性能优异的粘合胶。

本实施例中，制备明胶/壳聚糖/fe²⁺生物粘合胶的具体制备过程为：

首先制备均一的明胶溶液，之后将壳聚糖与fe²⁺分别依次加入并分别反应12小时和3小时，得到生物胶水后，直接利用真空干燥法或者先沉淀在干燥的方法除去溶剂，得到粘附性能优异的生物粘合胶。

具体的过程可以参考实施例一。

在上述实施例及其替代方案中，上述丝素蛋白和明胶可以替换为多肽类物质等天然蛋白质。

在上述实施例及其替代方案中，壳聚糖还可以替换为现有技术中壳聚糖的衍生物。

在上述实施例及其替代方案中，二价金属离子还可以为二价的铜离子。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。