[发明专利]一种自修复海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明涉及功能性天然高分子水凝胶技术领域，特别涉及一种具有自修复功能的海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶及其制备方法。通过化学交联(酰腙键、硼酸酯键、席夫碱、醚键)和物理交联(氢键)的协同作用，形成具有快速自修复功能的互穿网络结构。该复合水凝胶不仅自修复速度快，具有良好的拉伸性和粘附性，而且水凝胶中的小分子活性肽还具有抗菌、促进毛发生长和伤口愈合的功能。除了作为伤口敷料，本发明提供的自修复海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶在人工皮肤、可穿戴器件以及组织工程支架等领域具有潜在的应用。

技术领域

本发明涉及功能性天然高分子水凝胶技术领域，特别涉及一种具有自修复功能的海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶及其制备方法，可作为医用敷料促进伤口创面愈合。

背景技术

慢性伤口导致的溃疡会导致皮肤表皮和真皮全层损伤，使其失去自我修复能力，不但给患者带来巨大痛苦，严重影响患者的工作、生活质量，甚至可能导致患者死亡。传统的干性敷料治疗，如脱脂棉和脱脂纱布，不仅治疗效果有限，频繁换药也会加重患者的痛苦。而湿润的伤口愈合环境有利于肉芽组织的生长并促进皮肤细胞的分裂，从而促进伤口的完全愈合，不仅突破了人们对伤口愈合的认识，更促进了湿性伤口敷料的发展。水凝胶作为一种典型的湿性伤口敷料可以紧密贴合伤口(Advanced Functional Materials,2014,24(25):3933-3943)，减少细菌生长的机率，被认为是一种理想的湿性伤口敷料。

为了提高水凝胶的生物安全性，市面上大多选择壳聚糖、透明质酸、明胶等天然高分子作为水凝胶基体。相关研究表明，胶原蛋白是一种存在于皮肤和软骨中的常见天然纤维蛋白，其基本结构是由三条多肽链互相缠绕形成的螺旋状纤维，是细胞外基质的主要结构。而胶原蛋白肽作为胶原蛋白的水解产物，其小分子肽具有独特的生物活性、良好的生物相容性、高亲水性和低免疫原性等特点，可以促进细胞粘附和增殖，加速伤口愈合(Regenerative biomaterials,2017,4(5):309-314)，胶原蛋白肽不仅利于自然的创面愈合，对于临床上的溃疡病变导致的慢性伤口创面也可起到较好的局部治疗作用。此外，相较于陆生动物(牛、猪、家禽等)来源的胶原蛋白肽，海洋来源的胶原蛋白肽具有重金属和毒素等污染物含量低、没有动物性疾病和病菌的风险以及不受宗教约束等优点，而且从海产品副产物中提取胶原蛋白肽也符合我国开发蓝色海洋经济和绿色可持续发展理念。然而，目前常见的天然高分子水凝胶通常不具有胶原组分或类胶原组分，在一定程度上限制了胶原基自修复水凝胶在生物医学治疗领域的应用。

此外，目前大多数天然高分子水凝胶的三维网络是单向不可逆的定型网络，机械强度低，在使用过程中非常容易破损，对其使用寿命和功能带来很大影响。而自修复水凝胶是一种可以在受到损伤后自动恢复其完整性和自身功能的一类新型智能水凝胶，通过愈合机制自动响应损伤，具有自主修复损伤、保持结构和性能完整性、长期使用功能稳定等独特优点而备受关注(MRS bulletin,2008,33(8):759-765)。该类水凝胶可以匹配不规则的缺陷形状并保持材料的连续性和完整性，可以较好用于具有较大不规则创面的复杂或慢性伤口、溃疡等长期护理康复。同时，作为医用伤口敷料，对水凝胶的抗菌性、粘附性等要求也较为严格，因此，开发以胶原蛋白肽为主要成分的快速自修复、抗菌水凝胶作为伤口敷料，具有极大的生物医学应用价值。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种具有自修复功能的海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶及其制备方法，通过化学交联(酰腙键、硼酸酯键、席夫碱、醚键) 和物理交联(氢键)的协同作用，形成具有快速自修复功能的互穿网络结构。该复合水凝胶不仅自修复速度快，具有良好的拉伸性和粘附性，而且水凝胶中的小分子活性肽还具有抗菌、促进毛发生长和伤口愈合的功能。除了作为伤口敷料，本发明提供的自修复海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶在人工皮肤、可穿戴器件以及组织工程支架等领域具有潜在的应用。

本发明采用的技术方案是：

一种自修复海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤：