一种用于复杂慢性伤口的抗炎组织水凝胶及其制备方法和应用与流程

本发明涉及医用生物材料，具体涉及一种用于复杂慢性伤口的抗炎组织水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、由于人口老龄化、肥胖、糖尿病等原因，慢性伤口的发病率呈上升趋势。当伤口在各种内部或外部因素的影响下，无法完成正常、有序和及时的修复，会发展为慢性伤口。最常见的慢性伤口类型包括糖尿病性溃疡、压力性溃疡和血管性溃疡，这种伤口在临床均难以愈合。研究发现，糖尿病伤口的高葡萄糖水平会导致ros水平升高、一氧化氮阻断、dna改变、缺血和伤口周围炎症，这些均影响着伤口的愈合进程。多功能水凝胶具有应对慢性伤口复杂环境的潜力。通过一定的材料设计，可使水凝胶具有生物相容性、生物降解性、粘附性、促血管形成，以及抗菌、抗炎特性，从而具有对抗慢性伤口感染和促愈合的作用。

2、水凝胶创面敷料可以防止创面感染和干燥，避免进一步的皮肤损伤。天然聚合物由于具有优良的生物相容性、生物降解性以及促进细胞粘附和增殖的能力，已广泛应用于伤口治疗。明胶因其良好的生物相容性、生物降解性、非免疫原性和商业易得性而被广泛应用于生物医学领域。明胶分子结构中含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(rgd)序列，可以促进细胞粘附和迁移，使明胶成为理想的组织修复材料。海洋生物贻贝所具有的强粘附性能，为设计和合成具有许多优异性能的仿生贻贝水凝胶带来了灵感。受贻贝启发的带有邻苯二酚基团的水凝胶可以赋予材料良好的粘附能力和自愈合性能。

3、明胶基水凝胶在伤口修复中应用广泛，但仍存在粘附力差、易撕裂等缺点。无论用作组织粘结剂还是伤口敷料，水凝胶都需要有足够的粘附性能。粘附性对于维持伤口区域水凝胶敷料的稳定性、保持伤口湿润以及在愈合过程中吸收组织渗出物等方面起重要作用。现有技术中公开的明胶基水凝胶，在施用到机体上后总会受到人体运动所产生的持续应力作用，可能导致水凝胶粘附性能降低、变形和撕裂。现有技术中公开的可喷雾成膜的自愈合海藻酸钠/明胶基水凝胶材料，成胶时间快(10s)，自愈合性能强，但是没有抑菌能力，促愈合效果有限，不适用于复杂创面。现有技术中公开的基于明胶、抗菌肽和重组胶原蛋白的促伤口愈合的复合水凝胶及其制备方法，虽然该复合凝胶在创面应用时，能引导成纤维细胞迁移增殖，增加新胶原沉积于血管重建，但是其制备工艺复杂，且成本较高，不利于大规模生产。现有技术中公开的明胶基高强度水凝胶的制备方法，该方法操作简单，成本低廉，可进行大规模推广生产，但是在创面作用时，没有明显的抗菌和抗炎效果，不利于创面的愈合和修复等。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的不足，主要针对现有水凝胶没有明显的抗菌和抗炎效果，不利于创面的愈合和修复的技术问题，本发明提供一种用于复杂慢性伤口的抗炎组织水凝胶及其制备方法和应用，该水凝胶是利用氧化透明质酸(oha)的醛基，与多巴胺改性明胶(gelda)、聚赖氨酸(epl)的氨基间的席夫碱反应形成可注射的goe水凝胶，具有优异的抗菌性、抗炎性、抗氧化性，生物相容性好，可促进糖尿病等复杂感染性创面的愈合等功能。

2、本发明第一个目的是提供一种用于复杂慢性伤口的抗炎组织水凝胶，所述水凝胶包括氧化透明质酸，多巴胺改性明胶以及聚赖氨酸；

3、所述氧化透明质酸的浓度为5～10％(w/v)；

4、所述多巴胺改性明胶的浓度为2.5～5％(w/v)；

5、所述聚赖氨酸的浓度为1～5％(w/v)。

6、优选的，所述水凝胶利用醛基与氨基间的席夫碱反应成胶。

7、优选的，所述水凝胶的孔径为1.6～13.0μm。

8、优选的，所述水凝胶具有可注射和形状自适应特性，其线性粘弹区为0.01％～68.5％；所述水凝胶的粘附强度为6.61～10.10kpa。

9、优选的，所述聚赖氨酸中还加入0.1～1％(w/v)的铜肽。

10、优选的，所述水凝胶对e.coli、s.aureus和mrsa三种细菌的杀菌率都达到了99％以上。

11、优选的，所述水凝胶能在体外诱导调控巨噬细胞表型，促使细胞向抑制炎症反应的m2表型极化；所述水凝胶能降低促炎因子tnf-α的表达。

12、本发明第二个目的是提供一种用于复杂慢性伤口的抗炎组织水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

13、制备氧化透明质酸；

14、将氧化透明质酸溶解在pbs中，然后加入多巴胺改性明胶，制成gelda/oha溶液；

15、将聚赖氨酸溶解在pbs中配置成溶液，然后将gelda/oha溶液和聚赖氨酸溶液均匀混合；获得用于复杂慢性伤口的抗炎组织水凝胶。

16、优选的，所述氧化透明质酸制备过程，包括：在透明质酸溶液中加入高碘酸钠溶液，

17、进行避光反应，随后经透析、冷冻干燥，获得氧化透明质酸。

18、本发明第三个目的是提供一种水凝胶在制备用于复杂慢性伤口的抗炎组织药物中应用。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明提供的一种用于复杂慢性伤口的抗炎组织水凝胶及其制备方法和应用，该水凝胶含有gelda结构，gelda的抗氧化特性已获得许多的研究证实，这也是goe水凝胶抗氧化性、抗炎的分子结构基础。epl是一种通过发酵方法获取的经济型阳离子amp，具有良好的广谱抗菌性能。此外，goe水凝胶能够促进l929细胞迁移，具备用于治疗感染型慢性伤口的条件和潜力，可促进糖尿病等复杂感染性创面的愈合等功能；在促进愈合的过程中，通过明胶、多巴胺的粘附性能，封闭创面，浓缩凝血因子，红细胞和血小板等血液成分发挥止血性能。本发明所使用的原材料均为生物大分子或发酵所得，廉价，环境友好，具有良好的生物相容性。

21、本发明针对情况更为复杂的慢性伤口，如糖尿病伤口，而提供了一种能够诱导巨噬细胞抗炎表型，具有粘附性、抗氧化性、抗菌性的可注射水凝胶。首先对透明质酸(ha)进行氧化改性，制备出了含醛基侧链的氧化透明质酸(oha)，然后利用醛基与氨基间的席夫碱反应，与多巴胺改性明胶(gelda)、聚赖氨酸(epl)形成可注射的goe水凝胶。以oha(5％，w/v)和gelda(2.5％，w/v)为基础，通过与不同浓度的epl(1％、3％和5％，w/v)在pbs中反应，制备出系列goe水凝胶(goe1、goe3和goe5)。goe水凝胶的孔径范围为1.6～13.0μm。goe水凝胶具有可注射和形状自适应特性，goe水凝胶的线性粘弹区都为0.01％～68.5％，而goe3和goe5凝胶-溶胶转变点分别为217％和279％。此外，goe水凝胶具有组织粘附性、抗氧化性、抗菌性和良好的生物相容性。通过构建耐药菌感染的糖尿病小鼠全层皮肤损伤模型，使用goe3和goe3/ghk(cu)水凝胶对伤口进行处理，其在体内具有抗感染、抗氧化、巨噬细胞表型调控、促血管生成等方面的作用，即goe水凝胶具有促进糖尿病伤口愈合作用。本发明基于席夫碱制得的goe水凝胶具有抗感染、抗氧化、巨噬细胞表型调控、促血管生成等方面的作用且具有较好的生物相容性、粘附性和流变性。因此，goe水凝胶是一种可用于复杂慢性感染组织愈合的粘合剂。