[发明专利]双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶，是以羧甲基壳聚糖、硅烷交联剂和钙离子为原料制成的化学‑物理双交联水凝胶，其制备方法为：室温下，向羧甲基壳聚糖溶液中加入硅烷交联剂、4‑(4,6‑二甲氧基三嗪‑2‑基)‑4‑甲基吗啉盐酸盐和可溶性钙盐，混匀，静置至不再出现流动现象，即得到双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶。所述双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶在制备促进伤口愈合的医用敷料中的应用。本发明的双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶，力学性能好，具有良好的细胞相容性、韧性和可变形性，制备时无需添加合成高分子材料和引发剂；负载银纳米粒子后具有良好的抗菌作用，可保证银纳米粒子在16天的时间内稳定释放，可有效抑制细菌感染。

技术领域

本发明涉及一种双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶及其制备方法与应用，属于生物材料、天然高分子材料领域。

背景技术

皮肤受伤后，伤口会出现大量液体流失的情况，可能出现感染而引起严重的组织坏死，因此，伤口护理极为重要。伤口敷料的开发以尝试保护正在愈合的伤口免受到外界环境的侵袭并对伤口愈合的过程本身提供帮助为目标。起初，纱布或棉质敷料被使用，能够快速吸收血液，在伤口与外界间形成屏障，但在棉纱布使用过程中，可能因其会过度地吸收水分，粘附到伤口及新生组织上，从而在将其移除时会引起疼痛以及继发性损伤，在更换敷料时也可能遭到外部细菌侵袭而导致伤口受到感染。随着医学的发展，“湿润伤口环境”利于皮肤伤口修复的理念得到了广泛的研究和认同，从而提出理想的生物伤口敷料。由于水凝胶结构类似于天然细胞外基质，可满足生物伤口敷料的需求，同时可掺入各种药物或生长因子赋予水凝胶更多特性从而加速伤口愈合，基于这些特性，水凝胶被认为是有前途的生物伤口敷料材料之一。

壳聚糖是自然界中甲壳素脱乙酰过程后的一类产物，作为一种天然类多糖，具有无毒性、生物相容性等多种性能。通常天然多糖基水凝胶的机械性能较差，为保证敷料具有适当的机械性能，往往引入合成高分子来保持敷料的完整性，但在这个过程中可能存在引发剂过量或不能除去的问题。

细菌感染使炎症反应持续存在并阻碍伤口的正常修复，严重威胁到人类的健康。长期以来，抗生素一直被用于预防和治疗细菌感染，但广泛过度地使用抗生素会增加细菌的抗生素耐药性，银纳米粒子因其具有低毒性地广谱抗菌活性和能够满足低耐药性的需求而受到关注，但由于其存在偶极-偶极吸引而倾向于聚集，导致抗菌活性的减弱甚至丧失。因此，需要开发合适的载有银纳米粒子的天然多糖基抗菌敷料来缓解这些问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶、抗菌水凝胶。本发明通过将羧甲基壳聚糖与硅烷和钙离子进行化学-物理双交联，得到具有较好力学性能的天然多糖基水凝胶载体，同时可负载银纳米粒子，赋予该水凝胶抗菌及抗炎特性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶，是以羧甲基壳聚糖、硅烷交联剂和钙离子为原料制成的化学-物理双交联水凝胶，是通过以下方法制备得到的：室温下，向羧甲基壳聚糖溶液中加入硅烷交联剂、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐（DMT-MM）和可溶性钙盐，混匀，静置至不再出现流动现象，即得到双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶。

一种双交联羧甲基壳聚糖基抗菌水凝胶，是在上述双交联羧甲基壳聚糖基水凝胶及其上负载的银纳米粒子组成的，可通过以下方法制备得到：室温下，向羧甲基壳聚糖水溶液中加入银纳米粒子、硅烷交联剂、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐（DMT-MM）和可溶性钙盐，混匀，静置至不再出现流动现象，即得到双交联羧甲基壳聚糖基抗菌水凝胶。

进一步地，所述硅烷交联剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）。

进一步地，所述可溶性钙盐选自氯化钙。