CN108619560B - 一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，包括步骤：1)组织粘附止血抗菌基体材料的制备；2)将步骤1)得到基体材料溶于水中，通过旋涂法获得纳米薄膜，而后UV光固化后干燥除去溶剂，得到所需的组织粘附止血抗菌纳米膜；将水溶性高分子溶于水，通过旋涂法在纳米膜上构建牺牲层，这层牺牲层方便实际操作且在后续使用中，可以通过水洗除去。通过本发明方法制得的组织粘附止血抗菌纳米膜的生物安全性好，使用方便舒适，能牢固粘附于不同形貌的组织，止血抗菌效果好且不会产生细菌抗性。

Description

一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法
技术领域
本发明涉及创伤修复材料的技术领域，尤其是指一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法。
背景技术
巨大的市场和持续的需求，软组织修复材料的研究开发，一直是生物医用材料的领域的热点。传统的软组织创伤修复材料主要有医用胶带、缝合线和生物胶水，它们自发明以来便一直为人类的生存和健康作出重要贡献。
医用胶带主要有纱布、创可贴等，是现今价格最低廉、使用最便利、最广泛的伤口包扎材料。但是，在应对复杂创面时，封闭效果上略显乏力。手术缝合线对伤口的闭合强度很高，而且最近陆续有开发出可降解的手术缝合线，无需术后拆除造成病人麻烦和痛苦。但需要专业医生进行操作，而且使用时造成的伤口二次损伤及感染，术后伤疤也是不可避免的。商用生物胶水主要有α-氰基丙烯酸酯医用胶，可用于皮肤表层或亚层创伤修复，拥有固化速度快，强度高、使用方便等优点。但氰基丙烯酸酯生物胶水固化后呈脆性，难以与人体组织模量匹配，使用时造成伤口发热，降解物具有细胞毒性等缺点也限制了其广泛应用。
而且，传统修复方式大多只对伤口清创后闭合止血，少有考虑到后续可能出现的细菌感染带来的一系列问题。基于纳米薄膜尺寸效应赋予的柔韧性，可以实现对不同形貌创面进行物理粘合；基于明胶改性物(GelMA)良好的生物相容性和生物活性，我们首先将具有组织粘附性的多巴胺修饰到明胶改性物骨架，赋予其组织粘附性；随后将抗菌效果优异、不产生细菌抗性、无毒性的抗菌多肽修饰到明胶改性物骨架，赋予其抗菌性；通过与凝血因子物理混合，赋予其凝血性能，最终获得一种组织粘附止血抗菌基体材料。将这种基体材料通过旋涂法制备成纳米薄膜，并在其上构建方便实际操作的水溶性高分子牺牲层，使用时，这个牺牲层可以通过水洗的方法除去，最终在伤口留下组织粘附性好、止血抗菌的纳米膜。这种止血抗菌膜可用于软组织修复，特别是用于无法缝合、胶带无法密闭的大范围表皮缺损修复，将会是一种全新、高效的方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种行之有效、科学合理的组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，通过该方法制得的组织粘附止血抗菌纳米膜的生物安全性好，使用方便舒适，能牢固粘附于不同形貌的组织，止血抗菌效果好且不会产生细菌抗性。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，包括以下步骤：
1)组织粘附止血抗菌基体材料的制备
1.1)将甲基丙烯酸酐化明胶GelMA溶于水，加入占GelMA质量百分比为10-20％的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC和20-30％的N-羟基丁二酰亚胺NHS，并调节pH为5.0～6.0，在37℃下活化30分钟，得到A体系；随后将占GelMA质量百分比为50-70％的盐酸多巴胺DA加入A体系，反应至少12小时，得到样品B；将样品B透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA；
1.2)将步骤1.1)得到的GelMA-DA溶于水，往其中加入占GelMA-DA质量百分比为2～4％巯基抗菌多肽PT和0.1～0.2％的三苯基膦催化剂的二甲基乙酰胺DMAC溶液；常温惰性气氛下反应1小时后结束，得到样品C；将样品C透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA-PT；
1.3)将步骤1.2)所得的GelMA-DA-PT与占其质量比例2.0～3.0％的氯化钙CaCl2物理混合，得到产物命名为GelMA-DA-PT/CaCl2；
2)将步骤1.3)得到GelMA-DA-PT/CaCl2溶于水中，配制得5～10％质量分数的溶液，加入占GelMA-DA-PT/CaCl2质量分数为0.5～1.0％的引发剂i2595，通过旋涂法获得纳米薄膜，UV光固化后干燥除去溶剂，得到所需的组织粘附止血抗菌纳米膜。
将质量分数为20～30％的聚乙烯醇PVA1788型水溶液通过旋涂法，在步骤2)得到的组织粘附止血抗菌纳米膜上构建一层牺牲层，以方便后期实际操作，且在后续使用中，能够通过水洗除去。
在步骤2)中，制得的组织粘附止血抗菌纳米膜的厚度为50nm～100nm。
制得的牺牲层厚度为0.2～0.5mm。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
通过本发明方法能得到一种生物安全性好、使用方便舒适、可应对复杂形貌创面、软组织粘附效果好、止血抗菌效果优异且不会产生细菌抗性的薄膜，可用于避免因割伤、刺伤类外型急性创伤，部分内脏损伤，以及糖尿病足类慢性伤口等造成的细菌感染，具有实际推广价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例所提供的组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，包括以下步骤：
1)组织粘附止血抗菌基体材料的制备
1.1)将GelMA溶于水，加入占其质量分数为10％的EDC和20％的NHS，并调节pH为5.0，37℃下活化30分钟得到体系A；随后将占GelMA质量分数为50％的盐酸多巴胺加入体系A，反应至少12小时得到样品B；将样品B透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA。
1.2)将步骤1.1)得到的GelMA-DA溶于水，往其中加入占其质量分数为2％巯基抗菌多肽PT和0.1％的三苯基膦催化剂的DMAC溶液；常温惰性气氛下反应1小时后结束得到样品C；将样品C透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA-PT。
1.3)将步骤1.2)所得的GelMA-DA-PT与占其质量分数为2.0％的CaCl2物理混合，得到产物命名为GelMA-DA-PT/CaCl2。
2)将步骤1.3)得到GelMA-DA-PT/CaCl2溶于水中，配制得质量分数为5％溶液，加入占GelMA-DA-PT/CaCl2质量分数为0.5％的引发剂i2595，通过旋涂法获得纳米薄膜，UV光固化后干燥除去溶剂，得到厚度为50nm左右的组织粘附止血抗菌纳米膜。
3)将质量分数为20％的PVA1788型水溶液通过旋涂法，在步骤2)得到的组织粘附止血抗菌纳米膜上构建一层厚0.2mm左右的牺牲层，这层牺牲层方便实际操作且在后续使用中，可以通过水洗除去。
实施例2
本实施例所提供的组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，包括以下步骤：
1)组织粘附止血抗菌基体材料的制备
1.1)将GelMA溶于水，加入占其质量分数为20％的EDC和30％的NHS，并调节pH为6.0，37℃下活化30分钟得到体系A；随后将占GelMA质量分数为75％的盐酸多巴胺加入体系A，反应至少12小时得到样品B；将样品B透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA。
1.2)将步骤1.1)得到的GelMA-DA溶于水，往其中加入占其质量分数为4％巯基抗菌多肽PT和0.2％的三苯基膦催化剂的DMAC溶液；常温惰性气氛下反应1小时后结束得到样品C；将样品C透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA-PT。
1.3)将步骤1.2)所得的GelMA-DA-PT与占其质量分数为3.0％的CaCl2物理混合，得到产物命名为GelMA-DA-PT/CaCl2。
2)将步骤1.3)得到GelMA-DA-PT/CaCl2溶于水中，配制得质量分数为10％溶液，加入占GelMA-DA-PT/CaCl2质量分数为1.0％的引发剂i2595，通过旋涂法获得纳米薄膜，UV光固化后干燥除去溶剂，得到厚度为100nm左右的组织粘附止血抗菌纳米膜。
3)将质量分数为30％的PVA1788型水溶液通过旋涂法，在步骤2)得到的组织粘附止血抗菌纳米膜上构建一层厚0.5mm左右牺牲层，这层牺牲层方便实际操作且在后续使用中，可以通过水洗除去。
实施例3
本实施例所提供的组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，包括以下步骤：
1)组织粘附止血抗菌基体材料的制备
1.1)将GelMA溶于水，加入占其质量分数为15％的EDC和25％的NHS，并调节pH为5.5，37℃下活化30分钟得到体系A；随后将占GelMA质量分数为60％的盐酸多巴胺加入体系A，反应至少12小时得到样品B；将样品B透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA。
1.2)将步骤1.1)得到的GelMA-DA溶于水，往其中加入占其质量分数为3％巯基抗菌多肽PT和0.15％的三苯基膦催化剂的DMAC溶液；常温惰性气氛下反应1小时后结束得到样品C；将样品C透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA-PT。
1.3)将步骤1.2)所得的GelMA-DA-PT与占其质量分数为2.5％的CaCl2物理混合，得到产物命名为GelMA-DA-PT/CaCl2。
2)将步骤1.3)得到GelMA-DA-PT/CaCl2溶于水中，配制得质量分数为7.5％溶液，加入占GelMA-DA-PT/CaCl2质量分数为0.75％的引发剂i2595，通过旋涂法获得纳米薄膜，UV光固化后干燥除去溶剂，得到厚度为78nm左右的组织粘附止血抗菌纳米膜。
3)将质量分数为25％的PVA1788型水溶液通过旋涂法，在步骤2)得到的组织粘附止血抗菌纳米膜上构建一层厚0.35mm左右牺牲层，这层牺牲层方便实际操作且在后续使用中，可以通过水洗除去。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)组织粘附止血抗菌基体材料的制备
1.1)将甲基丙烯酸酐化明胶GelMA溶于水，加入占GelMA质量百分比为10-20％的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC和20-30％的N-羟基丁二酰亚胺NHS，并调节pH为5.0～6.0，在37℃下活化30分钟，得到A体系；随后将占GelMA质量百分比为50-70％的盐酸多巴胺DA加入A体系，反应至少12小时，得到样品B；将样品B透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA；
1.2)将步骤1.1)得到的GelMA-DA溶于水，往其中加入占GelMA-DA质量百分比为2～4％巯基抗菌多肽PT和0.1～0.2％的三苯基膦催化剂的二甲基乙酰胺DMAC溶液；常温惰性气氛下反应1小时后结束，得到样品C；将样品C透析然后冻干得到白色至淡灰色固体，命名为GelMA-DA-PT；
1.3)将步骤1.2)所得的GelMA-DA-PT与占其质量比例2.0～3.0％的氯化钙CaCl2物理混合，得到产物命名为GelMA-DA-PT/CaCl2；
2)将步骤1.3)得到GelMA-DA-PT/CaCl2溶于水中，配制得5～10％质量分数的溶液，加入占GelMA-DA-PT/CaCl2质量分数为0.5～1.0％的引发剂i2595，通过旋涂法获得纳米薄膜，UV光固化后干燥除去溶剂，得到所需的组织粘附止血抗菌纳米膜。
2.根据权利要求1所述的一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，其特征在于：将质量分数为20～30％的聚乙烯醇PVA1788型水溶液通过旋涂法，在步骤2)得到的组织粘附止血抗菌纳米膜上构建一层牺牲层，以方便后期实际操作，且在后续使用中，能够通过水洗除去。
3.根据权利要求1所述的一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，制得的组织粘附止血抗菌纳米膜的厚度为50nm～100nm。
4.根据权利要求2所述的一种组织粘附止血抗菌纳米膜的制备方法，其特征在于：制得的牺牲层厚度为0.2～0.5mm。
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