一种茶多酚水凝胶及其制备方法和应用

本发明涉及水凝胶敷料，尤其是涉及一种茶多酚水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、茶多酚是绿茶中的多酚类物质，也称儿茶素，主要包括表儿茶素(epicatechin，ec)、表没食子儿茶素((-)-epigallocatechin，egc)、表儿茶素没食子酸酯((-)-epicatechin gallate，ecg)和表没食子儿茶素没食子酸酯((-)-epigallocatechin-3-gallate，egcg)。其中egcg是绿茶中含量最多且活性最强的多酚物质，占茶叶中总儿茶素含量的50％～80％，egcg分子包含3个芳香环、1个吡喃环，并带有8个酚羟基，其独特的化学结构使egcg比其他的儿茶素具有更强的抗氧化能力，相应的抗炎、抑制肿瘤生长作用也显著高于其他多酚类物质；芳香环上所带更多的羟基数目也是egcg功能特性优于其他多酚类物质的主要原因，因此，egcg在抗氧化、抗炎、抗癌及心血管疾病治疗方面等有重要作用。

2、糖尿病作为一种复杂的代谢性疾病，近年来已经影响和困扰了超过5亿人。更为严重的是，糖尿病还会诱发许多并发症，如神经病变、卒中、心血管疾病、终末期肾病(esrd)、糖尿病足溃疡(dfus)等，在这些并发症中，糖尿病足溃疡(dfus)在糖尿病患者中发病率很高，不仅慢性不愈合的伤口会严重损害患者的健康，甚至可能危及生命，而且相关的医疗费用也给医疗系统带来了沉重的经济负担。与普通急性创面相比，糖尿病创面的愈合过程(止血、炎症、增殖)由于炎症反应不平衡、基质快速降解、氧化应激作用、生化紊乱和细菌感染等原因而受到干扰。因此，糖尿病创面的有效修复一直是困扰世界各国人民的难题，也是医疗系统面临的巨大挑战。过去，糖尿病创面治疗多采用绷带、纱布、棉布等常规敷料，有时在敷料中加入抗生素、生长因子、外泌体、抗炎药等，以进一步提高治疗效果。然而，这些治疗策略受到成本昂贵、副作用、耐药、难以获得和生物活性药物不稳定等因素的限制。近年来，组织工程创面敷料(tewd)的广泛发展，如纳米纤维、水凝胶、泡沫、微针贴片和支架，为糖尿病创面愈合提供了新的治疗策略。这些新兴的治疗策略旨在减轻氧化损伤，促进血管生成，免疫调节m1/m2巨噬细胞的比例，调节炎症相关细胞因子和细胞外基质(ecm)的表达。其中，智能水凝胶在世界范围内引起了广泛关注。智能水凝胶具有相当的机械性能，可以为慢性创面维持稳定的湿润微环境，并具有刺激响应功能，对外部物理或化学信号做出反应，如温度、ph、光、活性氧(ros)、氧化还原、酶、葡萄糖等，然而，更换或去除黏附的水凝胶敷料容易对未愈合的伤口造成二次损伤。

3、因此，寻找一种具有良好的生物相容性和抗菌、抗氧化和抗炎活性的水凝胶以解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种茶多酚水凝胶，具有良好的生物相容性，同时还具有良好的抗菌、抗氧化、抗炎活性和力学性能。

2、本发明还提供了上述茶多酚水凝胶的制备方法。

3、本发明还提供了上述茶多酚水凝胶的应用。

4、本发明的第一方面提供了一种茶多酚水凝胶，所述茶多酚水凝胶的成分包括羧甲基壳聚糖、2-甲酰苯硼酸和表没食子儿茶素没食子酸酯。

5、根据本发明第一方面实施例的，至少具有如下有益效果：

6、本发明以2-甲酰苯硼酸(2-fpba)为交联剂，在温和条件下分别与羧甲基壳聚糖(cmcs)和表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)建立了希夫碱和硼酸酯的双动态共价交联网络。茶多酚水凝胶表现出良好的力学性能(包括可塑、可注射、粘接和自修复性能)；不稳定的双动态共价水解使茶多酚水凝胶与不同的酸性洗剂(柠檬酸、水杨酸、维生素c)混合后可按需分离，避免了更换水凝胶敷料时对慢性伤口的二次损伤。其中，cmcs、2-fpba和egcg浓度分别用“c”、“f”和“e”表示，本发明所述的茶多酚水凝胶可称为cfe水凝胶。

7、本发明所述的茶多酚水凝胶由于其深棕褐色外观所赋予的固有光热特性，在808nm近红外(nir)激光照射时，水凝胶的温度迅速升高，不仅加速了药物分子(egcg)的释放，而且高温进一步抑制了细菌的繁殖。此外，通过体外细胞和体内全层皮肤创面模型研究均表明，茶多酚水凝胶具有良好的生物相容性和良好的抗菌、抗氧化、抗炎活性，还能促进正常细胞的生长，这些都是有益于创面的修复因素，本发明所述的茶多酚水凝胶具有开发成为作为生物医用创面敷料的潜力，具有很高的实际应用价值。

8、本发明所述的茶多酚水凝胶不仅具有制备方便、原料经济等优点，而且在糖尿病慢性创面模型中取得了良好的治疗效果，为糖尿病创面愈合提供了广阔的应用前景。

9、根据本发明的一些实施方式，所述羧甲基壳聚糖(相对分子质量为543)占所述茶多酚水凝胶的质量百分数为1～5wt％，例如可以是1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％。

10、根据本发明的一些实施方式，所述2-甲酰苯硼酸占所述茶多酚水凝胶的质量百分数为1.4～2.8wt％。

11、优选地，所述2-甲酰苯硼酸占所述茶多酚水凝胶的质量百分数为1.4～2wt％。例如可以是1.4wt％。

12、根据本发明的一些实施方式，所述表没食子儿茶素没食子酸酯溶液占所述茶多酚水凝胶的质量百分数为0.1～2wt％，例如可以是0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％。

13、本发明的第二方面提供了上述茶多酚水凝胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

14、s1、将2-甲酰苯硼酸溶液和表没食子儿茶素没食子酸酯混合溶液；

15、s2、将羧甲基壳聚糖搅拌溶解得羧甲基壳聚糖溶液；

16、s3、将步骤s1所得混合液和步骤s2中所述羧甲基壳聚糖溶液混合，得到所述茶多酚水凝胶。

17、根据本发明第二方面实施例的，至少具有如下有益效果：

18、本发明所述的制备方法相比于现有技术制备简易快速，只需将各组分按一定比例简单混合于pbs缓冲液中即可制备，无需高温加热。

19、根据本发明的一些实施方式，步骤s1中，所述2-甲酰苯硼酸溶液的溶剂为pbs缓冲溶液。

20、根据本发明的一些实施方式，步骤s1中，所述pbs缓冲溶液的质量浓度为0.01mol/l。

21、根据本发明的一些实施方式，步骤s1中，所述pbs缓冲溶液的ph值为7.4。

22、根据本发明的一些实施方式，步骤s2中，所述羧甲基壳聚糖溶液的溶剂为水。

23、优选地，所述水为去离子水。

24、根据本发明的一些实施方式，步骤s2中，所述羧甲基壳聚糖溶液的浓度为2～10％，例如可以是2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。

25、根据本发明的一些实施方式，步骤s3中，所述羧甲基壳聚糖溶液、2-甲酰苯硼酸溶液和表没食子儿茶素没食子酸酯混合溶液的摩尔比为1：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)。

26、优选地，步骤s3中，所述羧甲基壳聚糖溶液、2-甲酰苯硼酸溶液和表没食子儿茶素没食子酸酯混合溶液的摩尔比为1：1：1。

27、根据本发明的一些实施方式，步骤s3中，所述混合操作的具体步骤为：使用涡旋振荡器对混合溶液进行涡旋混合。

28、根据本发明的一些实施方式，步骤s3中，所述涡旋混合的时间为13～17秒，例如可以是13秒、14秒、15秒、16秒、17秒。

29、根据本发明的一些实施方式，步骤s3中，所述涡旋混合的速度为2400～2600rmp。

30、优选地，步骤s3中，所述涡旋混合的速度为2500rmp。

31、本发明的第三方面提供了上述茶多酚水凝胶在抗菌材料和伤口敷料中的应用。

32、根据本发明的一些实施方式，所述伤口敷料包括糖尿病创面敷料。

33、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。