一种生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶及其制备方法与应用

本发明属于高分子凝胶，具体涉及一种生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术：

1、富血小板血浆(prp)是自体全血经离心后得到的血小板浓缩物，由两种组分构成：血浆(或血液的液体部分)和血小板(一种血细胞，在全身愈合中发挥重要作用)。血小板以其凝血能力而闻名，此外它们还含有丰富的生长因子，因而具有抗炎、趋化、抗凋亡和促进细胞增殖的作用，可以改变受损部位的微环境，减轻疼痛并加快组织的愈合和再生。正因如此，prp被广泛应用于慢性创面、骨关节炎、肌腱损伤和骨折等组织修复领域，但是prp直接使用不方便，影响治疗效果，因此发展出prp凝胶，希望其覆盖于组织缺损部位，覆盖伤口并缓慢降解，实现生长因子的逐步释放。

2、现有的prp凝胶一般是prp经钙离子/凝血酶激活后，血浆中丰富的纤维蛋白原转化为紧密堆积的聚合纤维蛋白网络而形成的，机械性能较差，使得prp凝胶很难稳定覆盖在组织缺损部位。此外，不稳定的纤维蛋白基质可能会迅速降解导致生长因子的爆释。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶及其制备方法与应用，所述富血小板血浆水凝胶稳定性好，降解缓慢，能够逐渐释放富血小板血浆中的生长因子，并且力学性能好、与缺损组织粘结强度高，有利于组织修复。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

3、提供一种生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶，所述富血小板血浆水凝胶具有由第一网络与第二网络互穿构成的双网络结构，其中第一网络由多臂聚乙二醇活性酯与富血小板血浆(富血小板血浆主要成分包括血小板、血浆蛋白、生长因子和细胞因子，这些物质都是多氨基物质可以反应交联)交联得到，第二网络由光引发甲基丙烯酰化高分子交联得到。

4、按上述方案，所述多臂聚乙二醇活性酯为四臂聚乙二醇活性酯，六臂聚乙二醇活性酯，八臂聚乙二醇活性酯中的一种或者几种的混合物。

5、按上述方案，所述多臂聚乙二醇活性酯为四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺己酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺己酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺己酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺壬酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺壬酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺壬酸酯中的一种或者几种的混合物。

6、按上述方案，所述甲基丙烯酰化高分子为甲基丙烯酸酐改性明胶，甲基丙烯酸酐改性海藻酸钠，甲基丙烯酸酐改性透明质酸钠，甲基丙烯酸酐改性硫酸软骨素，甲基丙烯酸酐改性葡聚糖，甲基丙烯酸酐改性淀粉，甲基丙烯酸酐改性羧甲基纤维素钠，甲基丙烯酸酐改性羟乙基纤维素钠，甲基丙烯酸酐改性聚赖氨酸，甲基丙烯酸酐改性壳聚糖，甲基丙烯酸酐改性胶原，甲基丙烯酸酐改性丝素蛋白，甲基丙烯酸酐改性聚乙二醇中的一种或者几种的混合物。

7、本发明还包括上述生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶的制备方法，具体步骤如下：

8、1)将光引发剂、甲基丙烯酰化高分子溶解于富血小板血浆中，得到溶液ⅰ；

9、2)将多臂聚乙二醇活性酯溶解于缓冲液中，得到溶液ⅱ；

10、3)将步骤1)所得溶液ⅰ与步骤2)所得溶液ⅱ等体积混合，再经光引发反应得到生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶。

11、按上述方案，步骤1)所述溶液ⅰ中光引发剂的浓度为0.01～0.5wt％，甲基丙烯酰化高分子的浓度为0.5～30wt％。

12、按上述方案，所述光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐。

13、按上述方案，步骤1)所述富血小板血浆为人或动物自体全血经离心后获得的血小板浓缩物。

14、按上述方案，步骤2)所述缓冲液为生理盐水，碳酸氢钠溶液，硼酸溶液，

15、林格氏液，磷酸盐缓冲液中的一种。

16、按上述方案，步骤2)所述溶液ⅱ中多臂聚乙二醇活性酯的浓度为5～30wt％。

17、按上述方案，步骤3)经光引发反应条件为：光的波长为365～405nm，光照时间为10s～5min。

18、本发明还提供上述生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶在医用敷料方面的应用。

19、本发明通过多臂聚乙二醇活性酯与富血小板血浆内丰富的多氨基化合物(如血小板、血浆蛋白、生长因子和细胞因子等)反应形成酰胺键，构建了水凝胶的第一网络，再通过光引发甲基丙烯酰化高分子聚合得到第二网络，第一网络与第二网络互穿构成双网络结构的富血小板血浆水凝胶，提升了水凝胶力学强度和降解稳定性。由于活性酯与富血小板血浆形成了共价交联，提高了富血小板血浆水凝胶的稳定性，降低了富血小板血浆中生长因子的释放速率。此外，多臂聚乙二醇活性酯也可以与缺损组织的氨基反应，提高了富血小板血浆复合水凝胶与组织的粘结强度，更易于组织修复。

20、本发明的有益效果在于：1、本发明提供的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶具有双网络结构，而且富血小板血浆内血小板本身参与构建了水凝胶的基体，因此该水凝胶在具有机械强度高、与缺损组织粘结强度高、生物活性和相容性好的同时，还降解稳定，具有较低的生长因子的释放速率，在医用敷料技术领域具有良好的应用前景。2、本发明的制备方法步骤简单，反应条件温和，凝胶时间短，易于产业化生产。

技术特征：

1.一种生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶，其特征在于，所述富血小板血浆水凝胶具有由第一网络与第二网络互穿构成的双网络结构，其中第一网络由多臂聚乙二醇活性酯与富血小板血浆交联得到，第二网络由光引发甲基丙烯酰化高分子交联得到。

2.根据权利要求1所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶，其特征在于，所述多臂聚乙二醇活性酯为四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺己酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺己酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺己酸酯，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺壬酸酯，六臂聚乙二醇琥珀酰亚胺壬酸酯，八臂聚乙二醇琥珀酰亚胺壬酸酯中的一种或者几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶，其特征在于，所述甲基丙烯酰化高分子为甲基丙烯酸酐改性明胶，甲基丙烯酸酐改性海藻酸钠，甲基丙烯酸酐改性透明质酸钠，甲基丙烯酸酐改性硫酸软骨素，甲基丙烯酸酐改性葡聚糖，甲基丙烯酸酐改性淀粉，甲基丙烯酸酐改性羧甲基纤维素钠，甲基丙烯酸酐改性羟乙基纤维素钠，甲基丙烯酸酐改性聚赖氨酸，甲基丙烯酸酐改性壳聚糖，甲基丙烯酸酐改性胶原，甲基丙烯酸酐改性丝素蛋白，甲基丙烯酸酐改性聚乙二醇中的一种或者几种的混合物。

4.一种权利要求1-3任一项所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)所述溶液ⅰ中光引发剂的浓度为0.01～0.5wt％，甲基丙烯酰化高分子的浓度为0.5～30wt％；所述光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐。

6.根据权利要求4所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)所述富血小板血浆为人或动物自体全血经离心后获得的血小板浓缩物。

7.根据权利要求4所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2)所述缓冲液为生理盐水，碳酸氢钠溶液，硼酸溶液，林格氏液，磷酸盐缓冲液中的一种。

8.根据权利要求4所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤2)所述溶液ⅱ中多臂聚乙二醇活性酯的浓度为5～30wt％。

9.根据权利要求4所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤3)经光引发反应条件为：光的波长为365～405nm，光照时间为10s～5min。

10.权利要求1-3任一项所述的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶在医用敷料方面的应用。

技术总结
本发明涉及一种生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶及其制备方法与应用，所述富血小板血浆水凝胶具有由第一网络与第二网络互穿构成的双网络结构，其中第一网络由多臂聚乙二醇活性酯与富血小板血浆交联得到，第二网络由光引发甲基丙烯酰化高分子交联得到。本发明提供的生长因子缓慢释放的富血小板血浆水凝胶具有双网络结构，而且富血小板血浆内血小板本身参与构建了水凝胶的基体，因此该水凝胶在具有机械强度高、与缺损组织粘结强度高、生物活性和相容性好的同时，还降解稳定，具有较低的生长因子的释放速率，在医用敷料技术领域具有良好的应用前景。

技术研发人员：戴红莲,康海飞,高思源,徐刘盼,黄晔
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24