CN115970040A - 可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于伤口敷贴领域，具体涉及一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴及其制备方法。本发明提供的方法由含有氨基的聚合物、含醛基的苯硼酸和含有多个邻苯二羟基结构的化合物通过席夫碱和苯硼酸脂键快速反应制备粘附水凝胶，水凝胶能有效的贴合伤口不用大面积包扎；并且水凝胶中的硼酸脂键可以快速与葡萄糖发生反应，从而使水凝胶快速脱粘，减少更换敷贴的时间，以及达到无痛更换，降低医疗费用。
Description
技术领域
本发明属于烧伤伤口敷贴领域，具体涉及可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴及其制备方法。
背景技术
据世界卫生组织(WHO)统计，每年有数百万人受到烧伤的影响，约有20万人死于烧伤。烧伤因其高发病率和高死亡率，已成为世界范围内一个重要的公共卫生问题。烧伤是主要由热、辐射、放射、电、摩擦或接触化学品引起的皮肤或其它器官组织的损伤。热(高温)烧伤发生在皮肤或其他组织的部分或全部细胞受到以下损伤时：热液体烧伤、热固体烧伤和火焰烧伤。然而烧伤伤口很难治愈，在治疗烧伤方面，根据烧伤的大小和程度，其愈合通常需要很长时间，从几天到几个月不等，因此需要频繁的更换敷贴。常用的敷贴由于易与伤口组织黏结，更换时会撕裂伤口带来二次伤害，给病人带来痛苦，并造成部分伤口的重新破坏，不利于伤口的恢复。同时更换与伤口黏结牢固的敷贴需要有专业技能和经验的医护人员，需要花费大量的时间。
市面上也存在多种烧伤敷贴，但是这些敷贴通常采用干性创面处理方法，使用纤维敷料覆盖在伤口表面，这属于半封闭型敷料，需要额外粘附胶带，需要大面积包扎，不易更换，并且对于腹股沟部、脸部等特定部位使用性差，大面积包扎的伤口不适用。对于干性创面处理方法来说，其对外界环境微生物的阻隔作用相对较差，临床应用上创面感染率较高，超过10％。并且干性创面处理方法对伤口愈合促进作用弱，渗液管理能力有限，创面渗出物的过度蒸发易于造成干痂，因此，在更换伤口敷料时会产生再次性机械性损伤，不利于创面的愈合。
水凝胶含水量可以高达百分之九十，是一种和皮肤完美相似的生物材料。并且水凝胶由于其固有的透明性，柔韧性以及生物相容性在敷贴领域具有广泛的应用。水凝胶具有闭合性敷料所固有的特点，对外界环境的微生物具有阻隔作用，可以大大降低创面感染率。水凝胶不仅可以为伤口提供保护，避免外来损伤，而且水凝胶富含水分，还可以吸收组织液，为干燥的伤口提供湿润环境，有利于细胞增殖分化和移行，加速伤口的愈合。
现有技术中商业化的水凝胶敷贴，如3M水凝胶敷贴，柔软、透明，具有很好的弹性、韧性、封闭性，与皮肤贴合度高且很少发生过敏。水凝胶敷贴通常由天然高分子吸收性成分(如羧甲基纤维素、壳聚糖、果胶、明胶和海藻酸盐)组成。虽然现存大多数敷贴能有效的覆盖在伤口表面，但它们通常不含表面强粘附性基团，因而与湿表面贴合黏附性较差，不适于单独使用，仍然需要额外粘附胶带固定，使敷贴与伤口表面贴合紧密，减少感染的风险，并保证敷贴不脱落。而且敷贴更换时仍然存在不易脱落，更换时间较长，对伤口造成二次伤害的不利方面。现存大部分敷料不具有足够的湿态黏附性。因此开发一种可以黏附湿伤口表面并且易于更换的水凝胶敷贴具有及其重要的意义。设计一种在外界刺激时可以降低对伤口的粘附以便降低更换时对伤口产生二次伤害的敷贴是解决这一需求的途径。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴及其制备方法。由含有氨基的聚合物、含醛基的苯硼酸和含有多个邻苯二羟基结构的化合物通过席夫碱和苯硼酸脂键快速反应制备粘附水凝胶，水凝胶能有效的贴合伤口不用大面积包扎；并且水凝胶中的硼酸脂键可以快速与葡萄糖发生反应，从而使水凝胶快速脱粘，减少更换敷贴的时间，以及达到无痛更换，降低医疗费用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有氨基的聚合物与含醛基的苯硼酸通过席夫碱反应，得到含有硼酸基团的聚合物；
(2)将步骤(1)制备获得的含有硼酸基团的聚合物在一定的温度下溶解于水中制成聚合物溶液；
(3)在步骤(2)得到的溶液中加入含有邻苯二羟基结构基团的化合物，快速搅拌混合均匀；其中，所述含有邻苯二羟基结构基团的化合物包括n个邻苯二羟基结构基团，n≥2；
(4)使用涂布机，将步骤(3)得到的溶液均匀的涂布到基层膜上，降低温度至室温；含有硼酸基团的聚合物与含有n个邻苯二羟基结构基团的化合物中的m个邻苯二羟基结构基团反应，m<n，反应一定的时间，得到同时含有硼酸酯键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团的水凝胶；
(5)在步骤(4)得到的水凝胶表层覆盖保护层，按照需要尺寸分切成块，得到具有粘附性能的易更换促修复的水凝胶敷贴。
进一步地，步骤(1)中，所述含有氨基的聚合物包括聚丙烯酰胺、壳聚糖、聚天冬酰胺、聚乙酰亚胺、聚赖氨酸中的一种或多种；
所述含醛基的苯硼酸为3-氟-4-醛基苯硼酸、4-氟-3-醛基苯硼酸、4-醛基苯硼酸中的一种或多种。
进一步地，步骤(1)中，含有氨基的聚合物与含醛基的苯硼酸的摩尔比为(5-10):1；席夫碱反应的反应温度为40-60℃，反应时间为3-6h。
进一步地，步骤(2)还包括在聚合物溶液中加入促伤口愈合药物成分，混合分散均匀；
聚合物溶液中，加入的促伤口愈合药物的质量百分比为0.5％-1％；
以质量比计，加入的促伤口愈合药物的成分包括：云归15-30份、红花12-25份、黄柏5-15份、栀子6-18份和冰片3-25份。
进一步地，步骤(3)中，所述含有邻苯二羟基结构基团的化合物和含有硼酸基团的聚合物中的硼酸基团的物质的量之比为(2-4)：1；加入过量的含邻苯二羟基的化合物，是为了保证有富余的未反应的邻苯二羟基单元。
在步骤(2)和步骤(3)中的温度条件为50-60度；
所述含有邻苯二羟基结构基团的化合物为咖啡酸多巴胺、1,2,3,4,6-O-五没食子酰葡萄糖、鞣花酸、3,3′-二没食子酸酯茶黄素、原花青素B2-3,3′-二-O-没食子酸酯中的一种或多种。
进一步地，步骤(4)中的反应时间为1-5h。
进一步地，当更换所述水凝胶敷贴时，在所述水凝胶敷贴上施加一定浓度的葡萄糖溶液，水凝胶敷贴中的硼酸脂键与葡萄糖迅速反应，破坏硼酸酯键，使具有粘附作用的含有邻苯二羟基结构基团的化合物从水凝胶上脱离，从而使水凝胶敷贴脱落下来。
进一步地，所述葡萄糖溶液的浓度为15mmol/L-50mmol/L；更换所述水凝胶敷贴时，水凝胶与葡萄糖溶液反应时间为2-10min。正常人的血糖浓度是为于6-8mmol/L的，不足以破坏硼酸脂键从而导致敷贴脱落，然而葡萄糖溶液的浓度高于50mmol/L以后会影响伤口的修复，因此，选择采用的葡萄糖溶液的浓度为15mmol/L-50mmol/L。
一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴，所述水凝胶敷贴采用所述方法制备，所述水凝胶敷贴同时含有硼酸脂键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团；
水凝胶敷贴中未反应邻苯二羟基结构基团使水凝胶在湿态条件下具有强的黏附性，以使水凝胶敷贴有效的贴合湿态伤口；
水凝胶敷贴中的硼酸脂键能够和葡萄糖发生反应，使水凝胶敷贴从伤口处脱落下来。
进一步地，将所述水凝胶敷贴用于不适合大面积包扎且敷贴更换频繁的难愈合伤口，包括用于腹股沟、脸部部位伤口的包扎。
本发明有益技术效果：
1)本发明提供的水凝胶敷贴中未反应邻苯二羟基结构基团使水凝胶在湿态条件下具有强的黏附性，为湿性伤口增强粘附水凝胶，以使水凝胶敷贴有效的贴合湿态伤口，可以有效黏合在伤口表面，不必使用胶带等外加辅助材料进行固定包扎，而且紧密贴合的水凝胶敷贴可以大大降低创面感染几率。
2)本发明提供的水凝胶敷贴不仅具有增强的湿性伤口粘附性，水凝胶敷贴中的硼酸脂键能够和葡萄糖发生反应，从而使水凝胶快速从伤口处脱离，更换敷贴时可以减轻患者的疼痛，避免对伤口造成二次伤害，并且缩短更换敷贴的时间，以及达到无痛更换，降低医疗费用。
3)本发明所述方法制备获得的水凝胶敷贴具有三维网状结构，具有稳定的性能，与皮肤相似，含有大量水分，可以为干态的烧伤提供湿润的环境，达到一种湿润疗法效果，并且负载了促伤口愈合药物，从而促进创面的快速有效愈合的效果。
附图说明
图1为本发明实施例中快速脱粘附水凝胶敷贴的反应机理；
图2a-d为本发明水凝胶敷贴粘附于猪皮上的实物图；
图3a-c为本发明快速脱粘附水凝胶敷贴的粘性测试以及力学性能变化。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
本实施例提供一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有氨基的聚丙烯酰胺溶解在水中，而后加入3-氟-4-醛基苯硼酸，聚丙烯酰胺和3-氟-4-醛基苯硼酸的摩尔比为10：1，充分搅拌均匀，在40℃下反应5h，从而得到含有硼酸的聚合物。
(2)将制备获得的含有硼酸基团的聚合物在一定的温度下溶解于水中制成聚合物溶液；在聚合物溶液中加入促伤口愈合药物，聚合物溶液中，促伤口愈合药物的质量百分比为0.4％；以质量比计，加入的促伤口愈合药物的成分包括：云归15份、红花12份、黄柏5份、栀子18份和冰片3-25份。
(3)在步骤(2)得到的溶液中加入咖啡酸多巴胺，加入的咖啡酸多巴胺和含有硼酸基团的聚合物中的硼酸基团相比，两者物质的量之比为2：1；充分搅拌；
(4)使用涂布机，将步骤(3)得到的溶液均匀的涂布到基层膜上，降低温度至室温；反应1-5h，得到同时含有硼酸酯键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团的水凝胶敷贴。
将上述水凝胶敷贴贴敷于猪皮上，而后在敷贴表面加入浓度为15mmol/L的葡萄糖溶液，反应10min，粘附水凝胶与猪皮很容易被分开。
实施例2
本实施例提供一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有氨基的壳聚糖溶解在水中，而后加入4-醛基苯硼酸，壳聚糖和4-醛基苯硼酸的摩尔比为5：1，充分搅拌均匀，在40℃下反应5h，从而得到含有硼酸的聚合物。
(2)将制备获得的含有硼酸基团的聚合物在一定的温度下溶解于水中制成聚合物溶液；在聚合物溶液中加入促伤口愈合药物，聚合物溶液中，促伤口愈合药物的质量百分比为0.4％；以质量比计，加入的促伤口愈合药物的成分包括：云归5份、红花25份、黄柏7份、栀子12份和冰片7份。
(3)在步骤(2)得到的溶液中加入鞣花酸，加入的鞣花酸和含有硼酸基团的聚合物中的硼酸基团相比，两者物质的量之比为3：1；充分搅拌；
(4)使用涂布机，将步骤(3)得到的溶液均匀的涂布到基层膜上，降低温度至室温；反应1-5h，得到同时含有硼酸酯键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团的水凝胶敷贴。
将上述水凝胶敷贴贴敷于猪皮上，而后在敷贴表面加入浓度为15mmol/L的葡萄糖溶液，反应40min，粘附水凝胶与猪皮很容易被分开。
实施例3
本实施例提供一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有氨基的聚丙烯酰胺溶解在水中，而后加入3-氟-4-醛基苯硼酸，聚丙烯酰胺和3-氟-4-醛基苯硼酸的摩尔比为10：1，充分搅拌均匀，在40℃下反应5h，从而得到含有硼酸的聚合物。
(2)将制备获得的含有硼酸基团的聚合物在一定的温度下溶解于水中制成聚合物溶液；在聚合物溶液中加入促伤口愈合药物，聚合物溶液中，促伤口愈合药物的质量百分比为1％；以质量比计，加入的促伤口愈合药物的成分包括：云归15份、红花12份、黄柏10份、栀子6份和冰片3份。
(3)在步骤(2)得到的溶液中加入3,3′-二没食子酸酯茶黄素，加入的3,3′-二没食子酸酯茶黄素和含有硼酸基团的聚合物中的硼酸基团相比，两者物质的量之比为4：1；充分搅拌；
(4)使用涂布机，将步骤(3)得到的溶液均匀的涂布到基层膜上，降低温度至室温；反应1-5h，得到同时含有硼酸酯键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团的水凝胶敷贴。
将水凝胶贴敷与猪皮上，而后在表面加入浓度为50mmol/L的葡萄糖溶液，反应2min，粘附水凝胶与很容易被猪皮分开。
实施例4
本实施例提供一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有氨基的聚天冬酰胺溶解在水中，而后加入4-醛基苯硼酸，聚天冬酰胺和4-醛基苯硼酸的摩尔比为8：1，充分搅拌均匀，在50℃下反应6h，从而得到含有硼酸的聚合物。
(2)将制备获得的含有硼酸基团的聚合物在一定的温度下溶解于水中制成聚合物溶液；在聚合物溶液中加入促伤口愈合药物，聚合物溶液中，促伤口愈合药物的质量百分比为1％；以质量比计，加入的促伤口愈合药物的成分包括：云归20份、红花18份、黄柏8份、栀子14份和冰片20份。
(3)在步骤(2)得到的溶液中加入原花青素B2-3,3′-二-O-没食子酸酯，加入的原花青素B2-3,3′-二-O-没食子酸酯和含有硼酸基团的聚合物中的硼酸基团相比，两者物质的量之比为3：1；充分搅拌；
(4)使用涂布机，将步骤(3)得到的溶液均匀的涂布到基层膜上，降低温度至室温；反应1-5h，得到同时含有硼酸酯键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团的水凝胶敷贴。
将水凝胶贴敷与猪皮上，而后在表面加入浓度为30mmol/L的葡萄糖溶液，反应10min，粘附水凝胶与很容易被猪皮分开。
如图1所示，本发明实施例中快速脱粘附水凝胶的反应机理：含有氨基的聚合物、含醛基的苯硼酸和含有多个邻苯二羟基结构的化合物通过席夫碱和苯硼酸脂键快速反应制备粘附水凝胶，水凝胶敷贴中邻苯二羟基结构基团使水凝胶在湿态条件下具有强的黏附性，以使水凝胶敷贴有效的贴合湿态伤口。
水凝胶中的硼酸脂键可以快速与葡萄糖发生反应，从而使水凝胶快速脱粘，减少更换敷贴的时间，以及达到无痛更换，降低医疗费用。
图2a-d为本发明水凝胶粘附于猪皮上的实物图，可见，水凝胶敷贴能有效的粘附于猪皮上，变换不同的角度也没有脱落(图2a-c)，并且粘附与小鼠伤口处也不容易脱落(图2d)。
图3a-c为本发明快速脱粘附水凝胶的粘性测试以及力学性能变化。水凝胶粘附与猪皮上，进行剥离测试(图3a)；在剥离的时候，加入葡萄糖溶液15mmol/L水凝胶很容易从猪皮上脱落(图3b)；图3c展示了加入葡萄糖溶液前后的粘附力的大小变化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含有氨基的聚合物与含醛基的苯硼酸通过席夫碱反应，得到含有硼酸基团的聚合物；
(2)将步骤(1)制备获得的含有硼酸基团的聚合物在一定的温度下溶解于水中制成聚合物溶液；
(3)在步骤(2)得到的溶液中加入含有邻苯二羟基结构基团的化合物，快速搅拌混合均匀；其中，所述含有邻苯二羟基结构基团的化合物包括n个邻苯二羟基结构基团，n≥2；
(4)使用涂布机，将步骤(3)得到的溶液均匀的涂布到基层膜上，降低温度至室温；含有硼酸基团的聚合物与含有n个邻苯二羟基结构基团的化合物中的m个邻苯二羟基结构基团反应，m<n，反应一定的时间，得到同时含有硼酸酯键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团的水凝胶；
(5)在步骤(4)得到的水凝胶表层覆盖保护层，按照需要尺寸分切成块，得到具有粘附性能的易更换促修复的水凝胶敷贴。
2.根据权利要求1所述一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含有氨基的聚合物包括聚丙烯酰胺、壳聚糖、聚天冬酰胺、聚乙酰亚胺、聚赖氨酸中的一种或多种；
所述含醛基的苯硼酸为3-氟-4-醛基苯硼酸、4-氟-3-醛基苯硼酸、4-醛基苯硼酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，含有氨基的聚合物与含醛基的苯硼酸的摩尔比为(5-10):1；席夫碱反应的反应温度为40-60℃，反应时间为3-6h。
4.根据权利要求1所述可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法,其特征在于，步骤(2)还包括在聚合物溶液中加入促伤口愈合药物成分，混合分散均匀；
聚合物溶液中，加入的促伤口愈合药物的质量百分比为0.5％-1％；
以质量比计，加入的促伤口愈合药物的成分包括：云归15-30份、红花12-25份、黄柏5-15份、栀子6-18份和冰片3-25份。
5.根据权利要求1所述一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述含有邻苯二羟基结构基团的化合物和含有硼酸基团的聚合物中的硼酸基团的物质的量之比为(2-4)：1；
在步骤(2)和步骤(3)中的温度条件为50-60度；
所述含有邻苯二羟基结构基团的化合物为咖啡酸多巴胺、1,2,3,4,6-O-五没食子酰葡萄糖、鞣花酸、3,3′-二没食子酸酯茶黄素、原花青素B2-3,3′-二-O-没食子酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的反应时间为1-5h。
7.根据权利要求1所述一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，其特征在于，当更换所述水凝胶敷贴时，在所述水凝胶敷贴上施加一定浓度的葡萄糖溶液，水凝胶敷贴中的硼酸脂键与葡萄糖迅速反应，破坏硼酸酯键，使具有粘附作用的含有邻苯二羟基结构基团的化合物从水凝胶上脱离，从而使水凝胶敷贴脱落下来。
8.根据权利要求7所述一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖溶液的浓度为15mmol/L-50mmol/L；更换所述水凝胶敷贴时，水凝胶与葡萄糖溶液反应时间为2-10min。
9.一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴，其特征在于，所述水凝胶敷贴采用权利要求1-8任一项所述方法制备，其特征在于，所述水凝胶敷贴同时含有硼酸脂键和自由的未反应邻苯二羟基结构基团；
水凝胶敷贴中未反应邻苯二羟基结构基团使水凝胶在湿态条件下具有强的黏附性，以使水凝胶敷贴有效的贴合湿态伤口；
水凝胶敷贴中的硼酸脂键能够和葡萄糖发生反应，使水凝胶敷贴从伤口处脱落下来。
10.根据权利要求9所述一种可黏结湿表面且易更换促修复的水凝胶敷贴的应用，其特征在于，将所述水凝胶敷贴用于不适合大面积包扎且敷贴更换频繁的难愈合伤口，包括用于腹股沟、脸部部位伤口的包扎。
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