[发明专利]光固化酪蛋白水凝胶的制法及在止血和皮肤修复上的应用

说明书

本发明公开了一种光固化酪蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将酪蛋白在室温下充分溶解于碱性溶液中，配制成浓度为6.5～7.5g/100ml的酪蛋白粉原液；向所得的酪蛋白粉原液中加入过硫酸钠搅拌混合均匀，使得过硫酸钠浓度为55～65mmol/L；再加入氯化三(2,2'‑联吡啶)钌(II)六水合物作为光引发剂后混匀，光引发剂的终浓度为0.25～0.35mmol/L，形成酪蛋白工作液；用可见光或紫外线照射酪蛋白工作液，制成光固化酪蛋白水凝胶。本发明还同时提供了光固化酪蛋白水凝胶在制备止血剂/敷料、皮肤修复剂中的应用。

技术领域

本发明主要涉及一种光固化酪蛋白水凝胶止血敷料的制备方法及在止血及皮肤修复等生物医学材料领域的应用。

背景技术

聚合物水凝胶是由柔性聚合物链组成的三维交联网络，其中含有大量的水，但保留了固体的性质。三维网络使液体保留形成膨胀的凝胶相，内部的液体可以防止聚合物网络的崩溃，这赋予了类似于软组织的特征。多种聚合物已用于合成水凝胶，包括天然高分子水凝胶、合成高分子水凝胶和衍生水凝胶。水凝胶性能取决于聚合物浓度，交联水平，温度，pH值，老化和盐浓度。水凝胶的多孔结构使其具有保护和运输生物活性化合物的能力。因此，水凝胶在生物医学和医药领域备受青睐。由食品级生物聚合物制成的水凝胶还具有安全性、低成本和商业可用性等优点。

牛奶中蛋白质含量为每升30-35克，其中酪蛋白约占80％。牛奶中的酪蛋白主要有四种类型：αs₁-、αs₂-、β-和κ-酪蛋白，摩尔比为11:3:10:4。由于它们的营养和功能特性，它们在食品工业中被广泛使用，也被认为是生物活性物质(如维生素、脂肪酸等)的天然载体。此外，它们成本低，容易获得，高度稳定且无毒。酪蛋白具有天然的生物相容性和可生物降解性，是一种GRAS(通常被认为是安全的)蛋白质。

酪蛋白由于其独特的结构和物理化学性质，如结合离子和小分子、与大分子形成复合物、无与伦比的表面活性和稳定性、巨大的乳化和自组装性能以及良好的凝胶性和水结性，也被广泛应用于传统的和新型的药物输送系统。酪蛋白的pH响应性凝胶膨胀特性使其有利于持续释放。此外，酪蛋白具有多种屏蔽能力，对于保护敏感的包裹型生物活性物质至关重要，从而控制这些生物活性物质的生物可及性和生物利用度。酪蛋白具有很强的紫外线吸收特性，这可以使酪蛋白起到抵御辐射，特别是紫外线辐射的作用。

目前已报道的酪蛋白水凝胶主要通过酶制剂(酪氨酸酶、转谷氨酰胺酶)交联形成以及与阴离子多糖(海藻酸钠、透明质酸等)静电作用形成。上述方法普遍存在反应条件复杂，凝胶时间长，产品性质不稳定，难以产业化等缺陷。

目前现有的酪蛋白水凝胶的制备方法为：将酪蛋白与交联剂包括戊二醛(Glu)、京尼平 (GP)以化学改性共混为方式进行成胶。其存在交联效率低和交联速度慢等不足之处。使用小分子交联剂制备的生物材料可能有细胞毒性和致突变性，导致前基质受损，不能原位交联细胞。此外，水凝胶的结构也很难控制，很难实现光交联和3D打印。

目前现有较为成熟的方法是利用甲基丙烯酸酐对蛋白进行改性，然后在光引发剂LAP 和紫外光作用下交联成胶。但该方法需要复杂的前处理改性，且成胶过程中的紫外线对细胞损害，需严格控制交联条件以减少细胞损伤。同时，由于酪蛋白具有很强的紫外线吸收特性，使得紫外穿透深度有限，限制了水凝胶的制备尺度和力学性质在深度方向的均一性。然而，以钌/过硫酸钠为光引发剂的可见光诱导交联由于以下三个优点引起了人们的广泛关注。

上述现有技术，没有使用可见光进行光固化制备水凝胶。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光固化酪蛋白水凝胶的制备方法，并提供了该水凝胶材料在止血及皮肤修复等生物医学领域的应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光固化酪蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

1)、将酪蛋白在室温(20～25℃)下充分溶解于碱性溶液中，配制成浓度为6.5～7.5g/100 ml的酪蛋白粉原液；