一种高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的制备方法

1.本发明属于医用水凝胶组织工程材料，涉及一种高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的制备方法。


背景技术：

2.皮肤在保护人体的各项器官和抵御外界不良因素等方面起到了不可或缺的作用，而皮肤又极易受到烧伤、外伤、划伤等物理损伤，导致出血，人体是通过血小板和凝血因子在创面形成凝块，从而达到止血的目的。生活中常见的绷带和创可贴等粘性差、扩展性差，限制了其实际应用。近年来，具有独特的三维结构的水凝胶作为创面敷料得到了广泛的应用，多孔的三维网络结构有利于液体分子的扩散和渗透，而潮湿的环境有利于伤口愈合。壳聚糖由于具备生物相容性、生物降解性、止血和抗菌性等特性被广泛应用于水凝胶材料的制备，壳聚糖水凝胶具有自修复性能和粘附性，被广泛的用作止血材料。然而，通过天然材料合成的壳聚糖水凝胶力学性能差，限制了其临床应用。而传统的合成类高分子水凝胶，虽然具有较好的吸水溶胀、机械强度等性能，但生物相容性差，具有细胞毒性。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明目的是提供一种高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的制备方法，该方法利用3-(3,4-二羟基苯基)丙酸和对羧基苯甲醛改性壳聚糖，加入天然材料蛋壳膜，制备hca-pcba-cs可自修复的高粘附水凝胶，且具有一定的机械强度，制备方法简单有效，操作简便。
4.本发明提供了一种高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的制备方法，该方法包括如下步骤：
5.s1.用乙酸溶解壳聚糖，得到壳聚糖溶液，用无水乙醇溶解对羧基苯甲醛，得到对羧基苯甲醛溶液，将edc与nhs的混合溶液滴入对羧基苯甲醛溶液中，低温反应15-30分钟后滴入壳聚糖溶液，低温反应30分钟，得到反应液；
6.s2.将3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液滴入反应液，edc与nhs的混合溶液滴入反应液，低温反应半小时后抽真空，氮气保护，在无氧低温条件下反应8-12h，透析3天，冷冻干燥得到纯化的hca-pcba-cs；
7.s3.用高碘酸钠溶液浸泡蛋壳膜，避光反应8-12h，再用液氮将蛋壳膜磨成粉末，得到氧化的蛋壳膜粉末；
8.s4.在去离子水中溶解hca-pcba-cs和氧化蛋壳膜粉末，搅拌后静置，获得高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶。
9.进一步的，步骤s1中，所述乙酸溶液的浓度为20μl/ml；所述壳聚糖溶液的浓度为5-10mg/ml；所述对羧基苯甲醛溶液的浓度为5-10mg/ml。
10.进一步的，步骤s1中，所述壳聚糖溶液、所述对羧基苯甲醛溶液和所述edc与nhs的混合溶液的用量比为100ml:5ml:3ml。
11.进一步的，所述edc与nhs的混合溶液中，edc的浓度为172.5-345mg/ml，nhs的浓度为57.5-115mg/ml。
12.进一步的，步骤s2中，所述3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液的浓度为44-88mg/ml。
13.进一步的，步骤s2中，所述3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液与所述edc与nhs的混合溶液的用量比为5ml:3ml。
14.进一步的，步骤s2中，所述透析具体为：采用0.01m氯化钠水溶液透析3天。
15.进一步的，步骤s3中，所述高碘酸钠溶液的浓度为35mg/ml。
16.进一步的，步骤s4中，每1ml去离子水中hca-pcba-cs的加入量为30-50mg，氧化蛋壳膜粉末的加入量为1-2mg。
17.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
18.(1)本发明基于自组装技术，通过3-(3,4-二羟基苯基)丙酸、对羧基苯甲醛和壳聚糖之间的动态可逆席夫碱键赋予了水凝胶的自修复和高粘附、可拉伸功能；
19.(2)天然材料氧化蛋壳膜的加入，增强了的水凝胶的机械性能；
20.(3)本发明方法简单有效，操作简便；
21.(4)本发明制备装置简单，不需要特殊的设备；
22.(5)本发明制备可自修复、可拉伸、高粘附水凝胶，不仅本身具有很好的自修复效果，还具有高粘附、可拉伸、止血等功能，在组织工程领域具有极好的应用前景。
附图说明
23.图1是实施例1制备出的高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶示意图；
24.图2是实施例1制备出的高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的自修复示意图；
25.图3是实施例1制备出的高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的粘附示意图。
具体实施方式
26.为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
27.实施例1
28.1)用20μl/ml的乙酸100ml溶解1g壳聚糖，得到浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液，用10ml无水乙醇溶解100mg对羧基苯甲醛，得到浓度为10mg/ml的对羧基苯甲醛溶液，将345mg/ml edc与115mg/ml nhs的混合溶液3ml滴入对羧基苯甲醛溶液中，低温反应15-30分钟后滴入壳聚糖溶液，低温反应30分钟，得到反应液；
29.2)将88mg/ml 3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液5ml滴入反应液，230mg/ml edc与115mg/ml nhs的混合溶液3ml滴入反应液，低温反应半小时后抽真空，氮气保护，在无氧低温条件下反应8-12h，用0.01m氯化钠水溶液透析3天，冷冻干燥得到纯化的hca-pcba-cs；
30.3)用35mg/ml高碘酸钠溶液40ml浸泡蛋壳膜，避光反应8-12h，再用液氮将蛋壳膜磨成粉末，得到氧化的蛋壳膜粉末；
31.4)在1ml去离子水中溶解30mg hca-pcba-cs和1mg氧化蛋壳膜粉末，搅拌后静置，获得高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶，如图1所示。
32.将制备得到的高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶，各取一半，其中一半染上墨水再放在一起，最后自修复为完整的一块，可用镊子提起，具体过程如图2所示。
33.采用制备得到的高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶粘附小鼠的肺、肝脏、心脏、试管盖、橡皮、纱布，粘附情况如图3所示，图中的粘附物上排从左到右分别为小鼠的肺、肝脏、心脏，下排从左到右分别为试管盖、橡皮、纱布，从图3可以看出，粘附力很好。
34.实施例2
35.1)用20μl/ml的乙酸100ml溶解0.5g壳聚糖，得到浓度为5mg/ml的壳聚糖溶液，用10ml无水乙醇溶解50mg对羧基苯甲醛，得到浓度为5mg/ml的对羧基苯甲醛溶液，将172.5mg/ml edc与57.5mg/ml nhs的混合溶液3ml滴入对羧基苯甲醛溶液中，低温反应15-30分钟后滴入壳聚糖溶液，低温反应30分钟，得到反应液；
36.2)将44mg/ml3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液5ml滴入反应液，115mg/ml edc与57.5mg/ml nhs的混合溶液3ml滴入反应液，低温反应半小时后抽真空，氮气保护，在无氧低温条件下反应8-12h，用0.01m氯化钠水溶液透析3天，冷冻干燥得到纯化的hca-pcba-cs；
37.3)用35mg/ml高碘酸钠溶液20ml浸泡蛋壳膜，避光反应8-12h，再用液氮将蛋壳膜磨成粉末，得到氧化的蛋壳膜粉末；
38.4)在1ml去离子水中溶解30mg hca-pcba-cs和1mg氧化蛋壳膜粉末，搅拌后静置，获得高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶。
39.实施例3
40.1)用20μl/ml的乙酸100ml溶解1g壳聚糖，得到浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液，用10ml无水乙醇溶解对羧基苯甲醛，得到浓度为10mg/ml的对羧基苯甲醛溶液，将345mg/ml edc与115mg/ml nhs的混合溶液3ml滴入对羧基苯甲醛溶液中，低温反应15-30分钟后滴入壳聚糖溶液，低温反应30分钟，得到反应液；
41.2)将88mg/ml 3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液5ml滴入反应液，230mg/ml edc与115mg/ml nhs的混合溶液3ml滴入反应液，低温反应半小时后抽真空，氮气保护，在无氧低温条件下反应8-12h，用0.01m氯化钠水溶液透析3天，冷冻干燥得到纯化的hca-pcba-cs；
42.3)用35mg/ml高碘酸钠溶液20ml浸泡蛋壳膜，避光反应8-12h，再用液氮将蛋壳膜磨成粉末，得到氧化的蛋壳膜粉末；
43.4)在1ml去离子水中溶解50mg hca-pcba-cs和2mg氧化蛋壳膜粉末，搅拌后静置，获得高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶。
44.以上对本发明提供的一种高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

技术特征：
1.一种高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：s1.用乙酸溶解壳聚糖，得到壳聚糖溶液，用无水乙醇溶解对羧基苯甲醛，得到对羧基苯甲醛溶液，将edc与nhs的混合溶液滴入对羧基苯甲醛溶液中，低温反应15-30分钟后滴入壳聚糖溶液，低温反应30分钟，得到反应液；s2.将3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液滴入反应液，edc与nhs的混合溶液滴入反应液，低温反应半小时后抽真空，氮气保护，在无氧低温条件下反应8-12h，透析3天，冷冻干燥得到纯化的hca-pcba-cs；s3.用高碘酸钠溶液浸泡蛋壳膜，避光反应8-12h，再用液氮将蛋壳膜磨成粉末，得到氧化的蛋壳膜粉末；s4.在去离子水中溶解hca-pcba-cs和氧化蛋壳膜粉末，搅拌后静置，获得高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述乙酸溶液的浓度为20μl/ml；所述壳聚糖溶液的浓度为5-10mg/ml；所述对羧基苯甲醛溶液的浓度为5-10mg/ml。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述壳聚糖溶液、所述对羧基苯甲醛溶液和所述edc与nhs的混合溶液的用量比为100ml:5ml:3ml。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述edc与nhs的混合溶液中，edc的浓度为172.5-345mg/ml，nhs的浓度为57.5-115mg/ml。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述edc与nhs的混合溶液中，edc的浓度为115-230mg/ml，nhs的浓度为57.5-115mg/ml。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液的浓度为44-88mg/ml。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述3-(3,4-二羟基苯基)丙酸溶液与所述edc与nhs的混合溶液的用量比为5ml:3ml。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述透析具体为：采用0.01m氯化钠水溶液透析3天。9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述高碘酸钠溶液的浓度为35mg/ml。10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中，每1ml去离子水中hca-pcba-cs的加入量为30-50mg，氧化蛋壳膜粉末的加入量为1-2mg。

技术总结
本发明属于医用水凝胶组织工程材料，公开了一种高粘附天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶的制备方法。该制备方法利用3-(3,4-二羟基苯基)丙酸和对羧基苯甲醛改性壳聚糖，加入天然材料蛋壳膜，制备HCA-pCBA-CS可自修复的高粘附水凝胶，即可以自修复且具有高粘附性的天然蛋壳膜壳聚糖水凝胶，该水凝胶还具有一定的机械强度，制备方法简单有效，操作简便。操作简便。操作简便。


技术研发人员：宣红云 张卓君 袁卉华 李碧云 杨宇民
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2022/5/25