[发明专利]一种生物医用黏合水凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有良好生物相容性、生物降解性和强粘合力，兼具填充、密封、止血功能的医用伤口黏合剂及其制备方法，属于生物医用材料制备领域。

背景技术

近年来，随着科技的发展，医学水平逐渐提高，临床上对手术操作和辅助材料的要求也越来越高，然而，传统上对伤口粘合主要采用缝合线、骨钉等材料或器械缝合，这种方法不仅操作麻烦，而且屡次换药拆线会增加病人的痛苦，使愈合后的创面留有疤痕甚至干扰组织功能的复原，无疑会带给患者二次伤害。与缝合线相比，粘合剂可以有效止血，使用方便、减少手术时间、无需拆线避免缝合带来的二次伤害等。因此，人们一直渴望研制出一种理想的组织粘合剂来替代缝合线。理想的医用粘合剂应有如下要求：（1）无毒性、无致癌、无致畸和致突变；（2）有良好的的生物相容性；（3）无菌且可抑菌；（4）可以在有血液和有组织液的潮湿环境下使用；（5）常温常压下可以实现快速粘合；（6）粘合强度及粘合持久性良好，粘合部分具有一定的弹性和韧性；（7）生物可降解等。

实际上，很早以前人们就已经开始使用组织粘合剂，上世纪五六十年代问世的α-氰基丙烯酸酯衍生物类粘合剂实现了外科手术由缝扎到直接粘合的大革命。这类粘合剂虽然粘合强度很大，但生物相容性差，容易引起皮肤炎症反应，因此，很快在纤维蛋白类粘合剂问世后，逐渐被取代。纤维蛋白粘合剂有很多优点，如良好的生物相容性和生物可降解性，能够密封、止血、粘合伤口，并能促进伤口愈合，目前已经在外科领域得到广泛应用，是临床上使用最多的手术粘合剂之一。但是，它也存在着粘合强度低、制备时间长、价格昂贵的缺点以及潜在的病毒感染风险，这些缺点无疑会限制纤维蛋白粘合剂的长远应用，很可能在找到一种合适的组织粘合剂后而被淘汰（崔国廉，但年华，但卫华，等. 基于生物质的医用粘合剂及应用现状与发展前景[J]. 皮革科学与工程，2015，25（5）：33-40.）。其它粘合剂如明胶-戊二醛类、丙烯酸酯类等都存在着生物相容性差、粘合强度低的缺点，因此，亟需研制出一种生物相容性好、在体内湿润环境中粘合强度高、可生物降解、价格低、使用安全、方便，同时又兼具一定的止血、密封和促进伤口愈合功能的生物医用粘合剂。

海藻酸钠是天然粘多糖，是一种可再生资源，具有良好的生物相容性、无刺激、降解产物无毒且易被人体吸收，已经被广泛地用作生物医学材料，植入体内后异体反应小，能够对伤口的愈合进行止血、抗菌而被广泛应用。海藻酸钠制备水凝胶所需条件简单，制备水凝胶方式多样。近年来基于海藻酸钠的组织粘合剂的研究也越来越多。明胶是动物胶原蛋白的部分水解产物，是一种非常重要的天然生物材料。明胶具很多优良的物理化学性质，如亲水性强、具有形成胶冻的能力、溶胶及凝胶的可逆转化、侧链基团高活性以及电荷随介质pH变化的典型两性特性等。其中最典型的就是其独特的凝胶性质，其水溶液在30~40℃之间可以发生溶胶．凝胶的热可逆性转变，在适宜的温度和浓度下不需要外加特殊离子就可以形成良好的凝胶。另外，目前已经有文献和专利报道了采用海藻酸钠、明胶二者构建黏合剂（孙言蓓.新型海藻酸盐-明胶水凝胶的研究[D].天津大学，2017.）但是，这些粘合剂在皮肤湿润组织环境下粘合强度降低，因此，有必要提高其耐湿润性能。

近年来，人们通过对贻贝足丝超强粘附力原因进行了大量研究，发现与贻贝粘蛋白成分结构类似的多巴胺能够赋予材料在湿润环境中强粘附力，如中国发明专利CN104056300A报道，多巴胺接枝后，能够显著提高一些天然多糖的粘合性能，这主要是与其邻酚二酚基团被氧化为醌式结构后能够与皮肤组织中的氨基产生交联，自身也能发生偶联反应，从而增强与组织的粘附力和内聚力。并且，多巴胺具有良好的生物相容性，能够促进细胞的粘附和增殖，因此，本发明首先按照特定的比例将海藻酸钠与明胶共混，加入EDC和NHS对海藻酸钠和明胶中的部分羧基进行活化，同时使明胶和海藻酸钠发生部分酰胺化反应，增强水凝胶的内聚力和强度，残留的羧基再与多巴胺的氨基发生酰胺化反应，形成互穿网络的水凝胶，与皮肤组织可以产生氢键和共价键交联反应，借助多巴胺独特的湿润环境下的粘合性能，提高粘合剂在伤口湿润条件下的粘合强度。

发明内容

本发明的目的是针对现有粘合剂生物相容性低、湿润环境下粘合强度不足而提供的一种能够与皮肤组织产生交联的生物医用粘合剂及其制备方法，该医用粘合剂生物相容性好，可被机体完全降解吸收，体内湿润条件下粘合强度高，又兼具填充、密封和止血功能，同时可以促进组织愈合，可作为一种医用组织粘合剂、密封剂或止血剂用于临床创伤修复。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：