[发明专利]可光固化胶原及其自交联pH敏感型水凝胶的制备方法

说明书

本发明提供一种可光固化胶原及其自交联pH敏感型水凝胶的制备方法，该光固化胶原是由侧链接枝衣康酸酐基团的胶原分子所构成，且衣康酸酐基团的接枝率为59～72％；将上述可光固化胶原通过光交联引发剂，在光照条件下引发可光固化胶原的碳碳不饱和双键发生自由基交联反应，即得自交联pH敏感型水凝胶。该自交联pH敏感型水凝胶能于生理条件下在生物体原位固化，快速成胶，且该水凝胶对环境pH值的变化表现出不同的溶胀行为，通过控制环境pH的变化可以自由调整水凝胶的溶胀状态。

技术领域

本发明涉及胶原基生物医学材料技术领域，具体涉及一种可光固化胶原及其自交联pH敏感型水凝胶的制备方法。

背景技术

胶原蛋白也叫胶原，含有18种氨基酸，其中甘氨酸、脯氨酸和羟脯胺酸含量尤其高，并且含有人体必需的7种氨基酸。这种纤维结构蛋白由三条左手螺旋的肽链以右手超螺旋结构组成，拥有完整的四级结构。胶原的组成与独特的结构赋予其低毒性、低免疫原性、能促进细胞的再生和人体相容性好等优点，使胶原蛋白在食品、医药以及美容等方面被广泛应用(李国英.胶原的生物学性质[J].中国皮革,2002,31(21):20-21)。

目前的伤口敷料主要设计来覆盖伤口并保持湿度，其中一些敷料能被动释放药物，以达到抵抗炎症和促进伤口愈合的目的，但敷料对人体表面凹凸不平、弯曲或关节处伤口的贴合度和药物释放的灵活性不够。

胶原在溶液中通过共价键、范德华力或氢键等相互作用而交联形成水凝胶，具有良好的相容性和生物活性。且胶原作为天然细胞外基质组分之一，其含有特定的氨基酸残基和序列能提高细胞的粘附和生长，同时水凝胶在成胶过程中具有易于形变的特性，具有极高的伤口贴合度，因此含胶原的水凝胶在伤口敷料中被广泛应用。

中国专利CN112121226A用明胶、抗菌光动力肽(AMP2-Ce6)和重组人III型胶原蛋白，通过转谷氨酰胺酶交联一分钟后，倒入模具中放置30分钟成胶。该发明制备的水凝胶能加快创面愈合速度，改善创面愈合质量，但是成胶却时间过长。中国专利CN111518288A中制备的复合水凝胶伤口敷料固化时间仅需40～210s，该敷料主要由含药胺化胶原蛋白溶液与氧化海藻酸钠溶液混合，然后超声除去气泡，静置固化成胶。其所制得的伤口敷料成胶迅速，具有良好的生物相容性和极好的促伤口愈合能力，但该敷料仅能以药物浓度梯度作为动力被动的释放载入的抗生素，这不足以涵盖创面的治疗过程。

通常而言，创面愈合分为四个阶段：止血、炎症期、增生期和创面收缩，整个愈合过程周期长，而愈合不当更会发展成慢性伤口，甚至出现并发症。研究发现(Li S,Hong V,Senkowsky J,et al.A near-infrared fluorescent pH sensing film for woundmilieu pH monitoring[J].Experimental Dermatology,2020,29(1).)，伤口的pH值是伤口愈合过程中潜在的影响因素。因此，在伤口pH发生改变时将药物释放入伤口，使多种药物按需释放，能让伤口更好的愈合。pH敏感型凝胶网络在环境pH值改变时传递药物的通道会发生溶胀-退胀，从而实现药物缓慢释放，同时，光固化可于生理条件下，在生物体原位固化形成水凝胶，但所需要的反应时间短，且反应速率快，方能完美的贴合伤口。

因此，研制一种能控制给药并具有理想贴合度的智能伤口敷料具有重大的意义。

发明内容

针对上述背景技术提出的问题，本发明提供一种可光固化胶原及其自交联pH敏感型水凝胶的制备方法，该光固化胶原是由侧链接枝衣康酸酐基团的胶原分子所构成，且衣康酸酐基团的接枝率为59～72％；将上述可光固化胶原通过光交联引发剂，在光照条件下引发可光固化胶原的碳碳不饱和双键发生自由基交联反应，即得自交联pH敏感型水凝胶。该自交联pH敏感型水凝胶能于生理条件下在生物体原位固化，快速成胶，且该水凝胶对环境pH值的变化表现出不同的溶胀行为，通过控制环境pH的变化可以自由调整水凝胶的溶胀状态。

为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。