一种新型水凝胶及其制备方法和应用

本发明属于水凝胶材料，具体涉及一种新型水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水凝胶是一种特殊的高分子材料，具有吸水性能。它可以在接触水或其他液体时吸收和保持大量的水分，形成胶状或凝胶状的状态。是一种发展迅速的功能高分子材料，在生物医药、酶活性控制、分子分离等领域有着广泛的应用，尤其是在手术、烧伤、慢性溃疡、创面修复方面起着十分重要的作用，因为创面修复的治疗一直是临床上的主要挑战，由于传统治疗方法效果有限，一般通过缝合后的压力修复，皮瓣移植等，这些只能做表面的创面修复，对于深层的创面修复还具有一定的局限性，为了满足临床需求，还将需要开发克服这些缺点的新型水凝胶，以便于达到更好的创面治疗的效果。

2、为预防创面或者伤口感染，抗菌敷料是必不可少的；同时黏附性对水凝胶来说也是十分重要的，有很好的粘附性可以让其黏附在患者患处的表面，能进行长期持久的治疗；然后，大多数的水凝胶在较长时间使用后会造成氧化而失去原本具有的性能，所以在这些方面还有待提高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型水凝胶及其制备方法和应用，可将干细胞源的外泌体负载在没食子酸修饰的壳聚糖，(以下简称csga)和醛基化透明质酸(以下简称ha-ald)的动态化学交联水凝胶中，从而制备了可缓释释放外泌体的多功能水凝胶敷料，该水凝胶具备多种优异特性，包括良好的机械性能、组织粘附性、光谱抗菌活性和抗氧化能力它加速表皮再生和真皮结构重建，这种多种功能水凝胶敷料，以下简称ecgh为创面修复的治疗提供了新的选择；同时也为干细胞外泌体在组织工程学中的应用拓展了新的可能性。

2、为了达到上述技术效果，一方面，本发明公开了一种新型水凝胶，包括：第一组分、第二组分；所述第一组分包括没食子酸修饰的壳聚糖或其衍生物；所述第二组分包括醛基化透明质酸或其衍生物；所述第一组分和第二组分通过化学动态交联，反应交联的比例为1：1～1:2之间；

3、另一方面，本发明提供了一种新型水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

4、s1：用4-8m的hcl调节壳聚糖ph至4-6后溶于去离子水中，形成1.5wt％的壳聚糖溶液；

5、s2：将s1中得到的壳聚糖溶液在水浴中加热至50-70℃，并使用n2脱氧10min，然后在壳聚糖溶液中加入没食子酸反应；

6、s3：将edc和nhs溶解在比例为1：1～1：2乙醇和水的混合物中，后将该混合物滴加到s2中所得的混合溶液中，并保持ph为4-6在n2环境下反应12-24h；

7、s4：将s3中得到的溶液在含nacl的酸化去离子水中透析4-7天，抑制儿茶酚基团的氧化；之后进行冷冻、干燥，得到没食子酸改性壳聚糖cs-ga；

8、s5：取一定量的透明质酸溶解于去离子水中，搅拌均匀后向其中加入一定量的高碘酸钠并在避光条件下反应3-5h；

9、s6：向s5中反应后的溶液中加入乙二醇终止反应，继续搅拌2-4h；减半完成后将所得到的溶液在去离子水中透析4天，最后冷冻、干燥，得到醛基化的透明质酸ha-ald；

10、s7：取一定量的hucmscs-exo加入4％ha-ald中，超声混匀后；然后，将上述溶液与3wt％的cs-ga溶液以体积比为1：1～1:2的比例震荡混合；混合均匀后得到可注射的exo@csga-ha水凝胶。

11、第三方面，本发明提供了一种新型水凝胶的应用，将干细胞源的外泌体负载在本水凝胶中，由于csgaha可形成孔隙结构，外泌体能负载进入，制备可缓释释放外泌体的多功能水凝胶敷料。

12、本发明的有益效果是：

13、本发明制备合成了一种具有良好的粘附性、可注射性、广谱抗菌性、抗氧化性的新型水凝胶，并且通过制备后的没食子酸修饰的壳聚糖和醛基化透明质酸的动态化学交联水凝胶，可以将干细胞源的外泌体负载在其中，可以达到外泌体的缓慢释放的效果；其次，本发明的水凝胶的孔隙结构及分子特点优越，有助于细胞迁移和组织再生，为增强细胞功能和为创面修复的治疗提供了新的选择，同时也为干细胞外泌体在组织工程学中的应用拓展了新的可能性。

技术特征：

1.一种新型水凝胶，其特征在于，所述包括：第一组分、第二组分；所述第一组分包括没食子酸修饰的壳聚糖或其衍生物；所述第二组分包括醛基化透明质酸或其衍生物；所述第一组分和第二组分通过化学动态交联，反应交联的比例为1：1～1:2之间。

2.如权利要求1所述的一种新型水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种新型水凝胶的制备方法在组织工程学、创修复、皮肤组织再生、膜体辅料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种新型水凝胶及其制备方法和应用，制备合成的水凝胶一种具有良好的粘附性、可注射性、广谱抗菌性、抗氧化性的新型水凝胶，并且通过制备后的没食子酸修饰的壳聚糖和醛基化透明质酸的动态化学交联水凝胶，可以将干细胞源的外泌体负载在其中，可以达到外泌体的缓释释放的效果；其次，本发明的水凝胶的孔隙结构及分子特点优越，有助于细胞迁移和组织再生，为增强细胞功能、为创面修复及皮肤组织重塑的治疗提供了新的选择，同时也为干细胞外泌体在组织工程学中的应用拓展了新的可能性。

技术研发人员：陈婉莹,王虹,盖海萍,张连波,冯岩硕,张宁倩,杨铭迅,郭哲铭,许皓然,魏继聪,金景彬,黄勃侨,任天泽,钟梓铭
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4