一种具有内在多功能性超分子水凝胶材料的制备方法

本发明属于促进创伤愈合医用材料，具体涉及一种具有内在抗菌、抗氧化和组织粘附性能的超分子水凝胶材料的制备方法及其应用。

背景技术：

1、在皮肤创伤中，细菌感染和氧化应激都会延缓伤口愈合速率。传统的伤口敷料功能单一，因而开发新型伤口敷料具有重要的意义。水凝胶作为一种亲水性的具有三维网络结构的软物质，具有与生命组织高度的相似性，进而在生物医学领域展现出巨大的应用潜力。加之水凝胶的结构和性能可以方便调控，使得其被广泛用作伤口敷料促进组织再生。在诸多水凝胶伤口敷料中，基于小分子自组装的超分子水凝胶由于其易制备和响应性受到了较多关注，但是其较差的力学性能极大地限制了其应用范围。因此，设计制备力学性能增强的多功能超分子水凝胶敷料具有重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有基于小分子自组装超分子水凝胶存在的不足，提供了一种具有内在多功能性超分子水凝胶材料的制备方法，该方法首先选择鸟嘌呤核苷与甲酰基苯硼酸和可溶性含钾化合物混合制备了具有硼酸酯键的鸟苷超分子水凝胶，然后选择苯硼酸化多糖与鸟苷超分子水凝胶相复合增强超分子水凝胶的力学性能；还负载了氨基糖苷类抗生素，通过形成schiff碱交联和硼酸酯键协同增强凝胶网络的同时还赋予了超分子水凝胶优异的抗菌性能。该方法制备的超分子水凝胶材料不仅具有增强的力学性能，还具有内在的抗菌、抗氧化和组织粘附性能，能够用于制备促进伤口愈合水凝胶伤口敷料。

2、本发明为实现上述目的采用如下技术方案，一种具有内在多功能性超分子水凝胶材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：

3、步骤s1：将含有氨基的天然多糖和甲酰基苯硼酸溶于去离子水中搅拌反应得到苯硼酸化多糖溶液，其中含有氨基的天然多糖为壳聚糖、季铵化壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羧乙基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、氨基化海藻酸钠、氨基化透明质酸钠、氨基化硫酸软骨素、氨基化黄原胶、氨基化魔芋胶、氨基化葡聚糖、氨基化海带多糖、氨基化白芨多糖、氨基化阿拉伯树胶或氨基化结冷胶中的一种或多种；

4、步骤s2：将步骤s1所得苯硼酸化多糖溶液与氨基糖苷类抗生素、鸟嘌呤核苷、甲酰基苯硼酸和可溶性含钾化合物加入去离子水中，加热至完全溶解，再于室温下静置得到具有内在多功能性超分子水凝胶材料，该超分子水凝胶材料不仅具有增强的力学性能，同时还具有内在抗菌、抗氧化和组织粘附性能，其中氨基糖苷类抗生素为庆大霉素、硫酸新霉素、妥布霉素、硫酸巴龙霉素、硫酸核糖霉素、链霉素、卡那霉素、奈替米星、阿米卡星或异帕米星中的一种或多种，可溶性含钾化合物为氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾或氢氧化钾中的一种或多种；

5、所述甲酰基苯硼酸为2-甲酰基苯硼酸、3-甲酰基苯硼酸或4-甲酰基苯硼酸中的一种或多种。

6、进一步限定，步骤s1中所述甲酰基苯硼酸与含有氨基的天然多糖中的氨基的摩尔比为0.01~0.4:1。

7、进一步限定，步骤s2中所述苯硼酸化多糖溶液的浓度为0.1~50mg/ml，鸟嘌呤核苷的质量浓度为10~50 mg/ml，鸟嘌呤核苷、甲酰基苯硼酸与可溶性含钾化合物中钾离子的摩尔比为1:1:0.1~5，氨基糖苷类抗生素的浓度为1~5mmol/l，加热温度为60~100℃，室温下静置时间为20~720min。

8、本发明所述的具有内在多功能性超分子水凝胶材料在制备生物医用材料中的应用。

9、本发明所述的具有内在多功能性超分子水凝胶材料在制备促进创伤愈合水凝胶伤口敷料中的应用。

10、本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本发明提供的具有内在抗菌、抗氧化、组织粘附性的超分子水凝胶材料不仅增强了功能小分子水凝胶的力学性能，同时含有抗菌药物、抗氧化的硼酸酯交联以及利于组织粘附性的醛基等，相对于传统伤口敷料和现有水凝胶伤口敷料来讲，不仅具有内在多功能性，还具有原料来源广泛，制备简便等优点。

技术特征：

1.一种具有内在多功能性超分子水凝胶材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：

2.根据权利要求1所述的具有内在多功能性超分子水凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述甲酰基苯硼酸与含有氨基的天然多糖中的氨基的摩尔比为0.01~0.4:1。

3. 根据权利要求1所述的具有内在多功能性超分子水凝胶材料的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述苯硼酸化多糖溶液的浓度为0.1~50mg/ml，鸟嘌呤核苷的质量浓度为10~50 mg/ml，鸟嘌呤核苷、甲酰基苯硼酸与可溶性含钾化合物中钾离子的摩尔比为1:1:0.1~5，氨基糖苷类抗生素的浓度为1~5mmol/l，加热温度为60~100℃，室温下静置时间为20~720min。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的方法制备的具有内在多功能性超分子水凝胶材料在制备生物医用材料中的应用。

5.根据权利要求1~3中任意一项所述的方法制备的具有内在多功能性超分子水凝胶材料在制备促进创伤愈合水凝胶伤口敷料中的应用。

技术总结
本发明提供了一种具有内在多功能性超分子水凝胶材料的制备方法及其应用，属于促进创伤愈合医用材料技术领域。本发明的技术方案要点为：首先选择鸟嘌呤核苷与甲酰基苯硼酸和可溶性含钾化合物混合制备了具有硼酸酯键的鸟苷超分子水凝胶，然后选择苯硼酸化多糖与鸟苷超分子水凝胶相复合增强超分子水凝胶的力学性能；还负载了氨基糖苷类抗生素，通过形成Schiff碱交联和硼酸酯键协同增强凝胶网络的同时还赋予了超分子水凝胶优异的抗菌性能。该方法制备的超分子水凝胶材料不仅具有增强的力学性能，还具有内在的抗菌、抗氧化和组织粘附性能，能够用于制备促进伤口愈合水凝胶伤口敷料。

技术研发人员：位青聪,郭星宇,王露,孟庆熙,关佳怡,张玮玮,胡志国
受保护的技术使用者：河南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15