[发明专利]一种基于三维打印技术的双网络负载壳聚糖酶水凝胶敷料及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于三维打印技术的双网络负载壳聚糖酶水凝胶敷料及其制备方法，包括以下步骤：将游离壳聚糖酶溶液加入到明胶甲基丙烯酰水溶液中，加入光交联剂，搅拌交联，经冻融处理，得到负载壳聚糖酶的明胶甲基丙烯酰水溶液；将壳聚糖溶解在酸性溶液中，搅拌均匀，加入聚乙二醇、石蜡和甲醛，微波预处理后，室温高速搅拌，过滤洗涤，得到壳聚糖改性的聚乙二醇水溶液；将负载壳聚糖酶的明胶甲基丙烯酰水溶液和步骤(2)制备的壳聚糖改性的聚乙二醇水溶液搅拌混合均匀，形成双水相乳液；将双水相乳液在低温冷冻形成水凝胶状态，经3D打印形成三维网络结构，然后升温去除聚乙二醇，得到基于三维打印技术的双网络负载壳聚糖酶水凝胶敷料。

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种基于三维打印技术的双网络负载壳聚糖酶水凝胶敷料及其制备方法。

背景技术

壳聚糖是指甲壳质经过浓碱、高温处理脱去70％左右乙酰基的甲壳质衍生物，壳聚糖也陈为聚乙酰氨基葡萄糖。壳聚糖的分子是线性结构，含有大量的羚基、氨基、乙酰氨基等电负性基团，因此，壳聚糖大分子内或者大分子之间容易形成较强的氢键，使壳聚糖大分子具有良好的规整性和结晶度，可溶于多种稀酸，且壳聚糖大分子其既具有与植物纤维素相似的结构，又具有类似人体骨胶原组织的结构，因此壳聚糖对人体组织具有良好的生物相容性，对人体无毒无刺激，产生抗原性可能性很小，且具有促进伤口愈合、消炎镇痛、止血等功效，在生物医药领域具有广泛的应用基础。

目前，在生物医药领域具有广泛用途的壳聚糖及其衍生物多为低聚物，具有生物活性的低聚物壳聚糖及其衍生物可制备成膜、水凝胶、纤维等不同形态的敷料。中国专利CN1164336C公开的生物敷料及其制备方法，生物敷料，其特征在于，该生物敷料包括含壳聚糖酶的壳聚糖、醋酸、FE复合酶和水，该生物敷料中含有FE复合酶，FE复合酶杀菌剂在储存过程中将壳聚糖降解成部分低聚糖，提高敷料的抗菌性，又能在伤口渗出液中溶菌酶的作用下被人体吸收成为伤口愈合剂，而未降解部分壳聚糖在伤口自然成膜，形成天然的人造皮肤屏障而阻止病菌入侵，形成了一个天然的人体与有益微生物共同对付病菌的良性生态循环。由于敷料膜的柔软度适宜，在创伤面覆盖平整，不但能镇痛，而且在被人体吸收后生成的表皮光滑，创伤愈合后不用剥离，可以多次重复涂敷。中国专利CN102824654B公开的一种采用双生物酶修饰的明胶与壳聚糖共混生物材料及其制备方法与应用，将明胶溶液和壳聚糖溶液混合均匀，得到明胶与壳聚糖共混溶液，然后向明胶与壳聚糖共混溶液中加入上述微生物转谷氨酰胺酶和酪氨酸酶，搅拌均匀，将反应液倒入培养皿中，在室温下通风干燥，得到双生物酶修饰的明胶与壳聚糖共混材料膜片，然后将膜片氢氧化钠溶液中浸泡，用去离子水冲洗膜片，干燥，得到采用双生物酶修饰的明胶与壳聚糖共混生物材料。该方法制备的材料利用微生物转谷氨酰胺酶使明胶分子中的γ-谷氨酸上的羟酰胺基和赖氨酸上的ε-氨基之间发生结合反应从而形成网状交联，而酪氨酸酶通过将明胶分子中的酪氨酸残基氧化成醌类残基，然后和壳聚糖分子中的氨基反应形成共价连接。因此，通过两种生物酶的协同作用，不仅能够将明胶分子与壳聚糖分子形成稳定的共价连接，同时也形成稳定的网状交联结构，从而大大提高材料的稳定性。由此可知，通过在壳聚糖基敷料中加入生物酶不仅可以提高敷料的抗菌性，还有利于提高敷料的力学性能和稳定性，但是目前生物酶法降解壳聚糖的反应过程复杂，成本高，机理也不容易掌握，因此研究负载壳聚糖酶的壳聚糖及其衍生物的敷料的机理更明了，更容易掌握，更有利于制备功能稳定的壳聚糖基敷料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于三维打印技术的双网络负载壳聚糖酶水凝胶敷料及其制备方法，本发明将壳聚糖酶固定于明胶甲基丙烯酰水凝胶网络结构之后，与壳聚糖改性的聚乙二醇水溶液混合形成双水相乳液，利用聚乙二醇和石蜡的低温冷冻工艺形成符合3D打印的凝胶，利用3D打印制备的多孔材料与升温去除聚乙二醇和石蜡残留的孔隙，制备得到双网络负载壳聚糖酶水凝胶敷料。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于三维打印技术的双网络负载壳聚糖酶水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：