[发明专利]一种用于皮肤修复的天然抗菌凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于皮肤修复的天然抗菌凝胶及其制备方法，该凝胶以羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素为凝胶的骨架材料，利用单宁酸将Ag⁺在凝胶内还原成Ag粒子，在Ag粒子的存在下可以在单独加入交联剂EDC的情况下缓慢成胶。凝胶具备较好的抗压性能及抗菌性，同时生物相容性良好，制备成本低，有望成为一种治疗皮肤损伤的潜在材料。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种用于皮肤修复的天然抗菌凝胶及其制备方法。

背景技术

正常皮肤主要由表皮、真皮和皮下组织组成。无血管的表皮层通过基底膜与真皮层紧密相连，皮肤的屏障功能和防止水分流失功能主要由表皮层的角质结构提供的。皮肤是身体和环境之间的界面，作为人体第一道抗菌屏障，能够防止外来病源微生物的入侵。皮肤充当着抵御外部世界的保护屏障，因此任何破损都必须迅速有效地修复。细菌感染是皮肤伤口面临的最主要威胁，感染后皮肤的正常恢复流程会遭到破坏，影响正常恢复的效果。传统抗菌剂面临的问题包括耐药性、过量使用和细胞毒性。这些问题迫使我们寻找新的抗菌物质以及新的治疗方法。生物材料在慢性感染治疗中的潜在应用受到广泛关注，水凝胶是具有三维网状结构的聚合物，具有吸收和保留水分的能力，通过引入功能抗菌物质，这种抗菌凝胶在皮肤遭受耐药病原菌感染时能起到较好的效果，同时功能性抗菌凝胶可以作为理想的障碍物防止微生物等外部威胁物进入。

纤维素是自然界中存在最为广泛的多糖，其最显著的特点之一是其优良的生物相容性，这也是纤维素在生物医学领域中具有重要地位的原因。羧甲基纤维素作为纤维素的衍生物因其良好的保湿性能作为凝胶的主要材料，羧甲基纤维素能有效地发挥还原剂和稳定剂的作用，天然水凝胶具有较弱的抗菌性能，但它们可以作为Ag和其他药物的良好载体。

羧甲基壳聚糖因其优异的止血、抗菌和生物相容性而受到人们的广泛关注，其分子链上含有丰富的羧基和氨基基团，可以作为中间分子通过化学交联与其他带氨基或羧基的物质形成凝胶，同时其上丰富的基团可以发挥还原剂的作用。

在各种抗菌药物中，Ag是最常见和研究最广泛的抗菌剂，具有广谱的抗菌性。可能是由于其多种抗菌作用机制，银对各种需氧、厌氧、革兰氏阳性、革兰氏阴性、真菌和病毒都有效果。

为了制备能将Ag稳定负载的凝胶，羧甲基纤维素和羧甲基壳聚糖作为主体材料和中间体，利用单宁酸将Ag⁺在凝胶内成功还原。EDC活化羧基后容易水解而丧失作用无法有效交联，交联效率较低，根据本实验现象发现Ag在羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素分子沉积后降低了分子链的亲水性，能促进溶液向凝胶的转化，在Ag的存在下EDC能够单独有效交联羧甲基纤维素和羧甲基壳聚糖成胶，随着Ag沉积量增加，成胶时间逐渐缩短。EDC水解后细胞毒性低，这种通过单一EDC交联成胶可制备具有良好生物相水凝胶。

发明内容

本发明提供了一种天然抗菌凝胶的制备方法，通过一种相对缓慢的交联，避免了局部凝固，利用羧甲基壳聚糖作为中间体将羧甲基纤维素进行交联形成凝胶，凝胶内部含有大量活性基团，可以防止Ag粒子被氧化，具有持久的抗菌性。制备的凝胶具有良好的孔隙结构，具有一定的透气性，适合细胞的附着与生长，同时经过化学键交联，凝胶具有良好的抗压性能，能够防止外界对伤口处的进一步损伤，为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于皮肤修复的天然抗菌凝胶，以羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素为凝胶的骨架材料，将Ag⁺在凝胶内还原，经过EDC交联制备了天然抗菌凝胶。

该抗菌凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）取20 ml 去离子水，加入0.2 g 硝酸钾，搅拌至完全溶解；

（2）往溶液中加入0.3g 羧甲基纤维素和0.15 g 羧甲基壳聚糖，搅拌一晚形成均匀透明溶液；