[发明专利]一种改性壳聚糖粘附水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性壳聚糖粘附水凝胶及其制备方法和应用。该方法首先将没食子酸偶联壳聚糖，接着，加入聚多巴胺复合，最后，加入氧化魔芋葡苷聚糖交联。通过化学加物理两种方法负载粘附性官能团，赋予该水凝胶优异的粘附、溶胀、生物相容、促进伤口愈合、抗菌和力学性能。聚多巴胺的引入使水凝胶的粘附性能有成倍的显著提升。本发明有望应用于伤口止血和修复、组织粘合与物品粘合材料中的制备。

技术领域

本发明涉及生物医用材料和功能高分子技术领域，具体涉及一种改性壳聚糖粘附水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

医用粘合剂主要分为硬组织粘合剂和软组织粘合剂，目前，研究主要集中在丙烯酸酯类、聚酯类和聚乙二醇类。近年来，粘附性水凝胶引起了广泛关注，并有望取代缝合技术。与传统医用粘合技术相比，粘附性水凝胶不仅可以粘合不同的组织，而且还具有止血、吸收伤口渗出液和保持伤口湿润等基本性能，从而促进组织修复。此外，当对凝胶进一步改性后，还可增加其抗菌、释放药物和自愈合等功能特性。粘附性水凝胶应用前景广阔，包括骨修复、皮肤组织修复、止血剂和生物传感器等。

壳聚糖源于生物质，为一种重要的生物医用材料，具有优良的生物相容性，常用作水凝胶的基材。但是，壳聚糖水凝胶同样具有粘附、力学和抗菌性不足的问题，限制了其推广应用，因此，需要对壳聚糖水凝胶进行结构改性以赋予其应用(特别是作为生物医用材料)所需性能。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供了一种改性壳聚糖粘附水凝胶及其制备方法和应用。本发明采用化学和物理双重负载粘附性官能团的方法，先将没食子酸偶联到壳聚糖上，然后，复合聚多巴胺，最后，通过氧化魔芋葡苷聚糖进行交联成胶。没食子酸和聚多巴胺的引入共同提高改性壳聚糖水凝胶的粘附和抗菌性能。采用氧化魔芋葡苷聚糖进行交联可以提升改性壳聚糖粘附水凝胶的粘附和力学性能。

为实现上述目的，本发明设计的一种改性壳聚糖粘附水凝胶，该粘附水凝胶的原料包括没食子酸偶联壳聚糖衍生物水溶液、聚多巴胺分散液和氧化魔芋葡苷聚糖溶液，其中，所述聚多巴胺分散液的体积为没食子酸偶联壳聚糖衍生物溶液体积的10％；所述聚多巴胺分散液中，聚多巴胺用量为没食子酸改性壳聚糖衍生物水溶液中没食子酸改性壳聚糖衍生物质量的3.3％～10％；

所述氧化魔芋葡苷聚糖溶液的体积为没食子酸偶联壳聚糖衍生物溶液体积的4％～12％；所述氧化魔芋葡苷聚糖溶液中，氧化魔芋葡苷聚糖的用量为没食子酸偶联壳聚糖衍生物溶液中没食子酸偶联壳聚糖衍生物质量的10.7％～32％。

所述没食子酸偶联壳聚糖衍生物溶液的浓度为0.03g·mL^-1；所述氧化魔芋葡苷聚糖溶液的浓度为0.08g·mL^-1。

本发明还提供了一种改性壳聚糖粘附水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液，得到壳聚糖溶液；

(2)将没食子酸溶于乙醇的水溶液，得到没食子酸溶液；

(3)将1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺加入至没食子酸溶液中活化；

(4)将活化的溶液加入至壳聚糖溶液中反应，得到粗产品，透析，干燥得到没食子酸偶联壳聚糖衍生物；

(5)将没食子酸偶联壳聚糖衍生物溶于水，得到没食子酸偶联壳聚糖衍生物溶液；

(6)将聚多巴胺分散于水，得到聚多巴胺分散液；

(7)将步骤(6)得到的分散液加入至步骤(5)溶液中，搅拌均匀，再加入氧化魔芋葡苷聚糖溶液，交联得到改性壳聚糖粘附水凝胶。

进一步的，所述步骤(1)中，壳聚糖溶液浓度为0.01g·mL^-1；