CN117695436A - 一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途 - Google Patents
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117695436A CN117695436A CN202311784105.6A CN202311784105A CN117695436A CN 117695436 A CN117695436 A CN 117695436A CN 202311784105 A CN202311784105 A CN 202311784105A CN 117695436 A CN117695436 A CN 117695436A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bletilla striata
- striata polysaccharide
- hydrogel
- solution
- gallic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 241001313857 Bletilla striata Species 0.000 title claims abstract description 105
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 title claims abstract description 105
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 title claims abstract description 105
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 title claims abstract description 105
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N gallic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 98
- 229940074391 gallic acid Drugs 0.000 title claims abstract description 49
- 235000004515 gallic acid Nutrition 0.000 title claims abstract description 49
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 claims abstract description 55
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 claims abstract description 55
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 241000237536 Mytilus edulis Species 0.000 claims abstract description 27
- 235000020638 mussel Nutrition 0.000 claims abstract description 27
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 208000034693 Laceration Diseases 0.000 claims abstract description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 108
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 78
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 46
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 4-Dimethylaminopyridine Chemical compound CN(C)C1=CC=NC=C1 VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 22
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 20
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 20
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 15
- 229960000549 4-dimethylaminophenol Drugs 0.000 claims description 12
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 12
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Substances CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 208000035874 Excoriation Diseases 0.000 claims description 2
- 208000002847 Surgical Wound Diseases 0.000 claims description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 11
- 208000031737 Tissue Adhesions Diseases 0.000 abstract description 9
- 230000035876 healing Effects 0.000 abstract description 9
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 6
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 4
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 abstract description 4
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 abstract description 3
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 abstract description 3
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009395 breeding Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 abstract description 2
- 210000001339 epidermal cell Anatomy 0.000 abstract description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 abstract description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 2
- 206010048629 Wound secretion Diseases 0.000 abstract 1
- 102000015728 Mucins Human genes 0.000 description 17
- 108010063954 Mucins Proteins 0.000 description 17
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 6
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 5
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 3
- 206010072170 Skin wound Diseases 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 3
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 3
- 150000007965 phenolic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-2-[(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[(2r,3s,4r,5s,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](OC3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N 0.000 description 2
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 2
- 229920002581 Glucomannan Polymers 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- 206010048038 Wound infection Diseases 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 230000001139 anti-pruritic effect Effects 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 150000004697 chelate complex Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 2
- 229940046240 glucomannan Drugs 0.000 description 2
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 2
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 phenolic acid compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- 241001313855 Bletilla Species 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N L-DOPA Chemical group OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 101710093543 Probable non-specific lipid-transfer protein Proteins 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010000269 abscess Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000002266 amputation Methods 0.000 description 1
- 230000002491 angiogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 229940049638 carbomer homopolymer type c Drugs 0.000 description 1
- 229940043234 carbomer-940 Drugs 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000857 drug effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 description 1
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000002439 hemostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 230000005965 immune activity Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005398 intermolecular potential Methods 0.000 description 1
- 230000031146 intracellular signal transduction Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229940051875 mucins Drugs 0.000 description 1
- 210000001640 nerve ending Anatomy 0.000 description 1
- 239000012038 nucleophile Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallyl group Chemical group C1(=C(C(=CC=C1)O)O)O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003106 tissue adhesive Substances 0.000 description 1
- 229940075469 tissue adhesives Drugs 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- 230000000472 traumatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009777 vacuum freeze-drying Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0009—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
- A61L26/0023—Polysaccharides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0009—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
- A61L26/0028—Polypeptides; Proteins; Degradation products thereof
- A61L26/0047—Specific proteins or polypeptides not covered by groups A61L26/0033 - A61L26/0042
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L26/0066—Medicaments; Biocides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L26/008—Hydrogels or hydrocolloids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L26/0085—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
- A61L2300/21—Acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
- A61L2300/23—Carbohydrates
- A61L2300/232—Monosaccharides, disaccharides, polysaccharides, lipopolysaccharides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
- A61L2300/252—Polypeptides, proteins, e.g. glycoproteins, lipoproteins, cytokines
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2389/00—Characterised by the use of proteins; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及水凝胶技术领域,具体涉及一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途,它通过化学改性将没食子酸接枝到白芨多糖的糖链上制备GA‑BSP聚合物,之后通过静电作用将贻贝粘蛋白连接于GA‑BSP聚合物,再通过Fe3+的物理交联制备GA‑BSP水凝胶。该水凝胶不仅赋予了白芨多糖更好的结构、力学、组织黏附和光热等理化性质,还具有较好的光热抗菌作用。此水凝胶生物相容性好,细胞毒性低,无免疫原性,能够吸收大量的伤口渗液,保持创面的湿润有利于表皮细胞的增殖和迁移,且海绵状的多孔结构有利于创面分泌物的排除,避免细菌滋生能有效防止微生物对创面的感染,可以促进创面的愈合。本发明可用于急性创面包括烧伤、擦伤、手术创伤、撕裂伤、战场贯穿伤等疾病以及慢性创伤等疾病。
Description
技术领域
本发明涉及水凝胶技术领域,具体涉及一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途。
背景技术
细菌感染的慢性皮肤伤口,尤其是全厚度皮肤伤口,通常会导致脓肿和疼痛,甚至截肢和死亡,这无疑已成为医疗行业的一大挑战。目前,国内创伤治疗及临床手术中应用的医用材料部分具有免疫原性、机械性较差、使用不方便等缺点。国外市场上销售的同类产品价格高,性价比较低,难以在国内推广使用。临床上治疗感染伤口的主要策略仍然是使用抗生素。然而抗生素的过度使用通常会导致耐药菌株的出现,这使得染菌伤口的治疗效果越来越不令人满意。目前市场依然需求具有抗菌活性和强大再生能力的伤口敷料。
因此,如何增强医用材料促愈合和抗菌能力是本领域急需解决的技术问题。目前,发明专利CN 104436277A从白芨块茎中提取白芨多糖经真空冷冻干燥制作成疏松多孔状海绵材料用于外伤止血;专利CN 107349460A在高膨胀海绵表面喷涂一层白芨提取物白芨多糖制备了一种麻醉科医用止血海绵;专利CN108606971A利用从白芨中分离得到单体化合物白芨苷制作止血片,用于口服、注射或外用止血;专利CN 106267317A将白芨多糖、壳聚糖、醋酸溶液混合交联处理,经冷冻干燥制得高止血医用敷料。
但是,目前以白芨为原料的医用材料普遍采用白芨多糖制备,作用单一,在粘附、溶解以及伤口部位的成功使用等方面还存在一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶,该水凝胶具有更好的结构、力学、组织黏附和光热等理化性质,还具有较好的光热抗菌作用,而且该此水凝胶生物相容性好,细胞毒性低,无免疫原性,能够吸收大量的伤口渗液,有效促进创面的愈合。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶,它以白芨多糖、没食子酸和贻贝粘蛋白为主要原料。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,它包括以下制备步骤:
(1)对没食子酸进行活化反应,制备获得DMA酯;
(2)将白芨多糖溶于DMSO中,配制成白芨多糖溶液;
(3)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖溶液中的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品;
(4)将GA-BSP聚合物冻干样品溶于PBS缓冲溶液中,加入贻贝粘蛋白混匀,然后加入FeCl3溶液,继续搅拌反应形成水凝胶。
具体的,所述步骤(1)中所述活化反应按照如下步骤进行:
(1.1)将没食子酸、DMAP、EDC.HCl 溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入0.5-3g没食子酸、0.5-3g DMAP、1-5g EDC.HCl,配制成混合溶液;
(1.2)在避光条件下进行活化反应,活化反应的温度为15-40℃,反应时间为0.5-3h,获得DMA酯。
在EDC.HCl介导的偶联反应中,没食子酸GA首先与EDC.HCl反应,形成O-酰基酸中间体,该中间体在水溶液中高度不稳定且寿命短。为了提高EDC.HCl介导的反应的接枝效率,将DMAP加入反应体系。DMAP与O-酰基酸中间体反应,生成比O-酰基酸更不易水解的DMA酯。
具体的,所述步骤(2)中,将 白芨多糖溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入3-8g白芨多糖,溶解24-72h,配制成白芨多糖溶液。
具体的,所述步骤(3)中制备GA-BSP聚合物冻干样品按照如下步骤进行:
(3.1)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,酯交换反应的温度为15-60℃,反应时间为12-36h,其中,混合时按照DMA酯中的DMSO与白芨多糖溶液中的DMSO的体积比为(0.5-1):1的比例进行混合;
(3.2)将酯交换反应的溶液经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品。
具体的,步骤(3.1)白芨多糖溶液与DMA酯混合时,需要将白芨多糖溶液缓慢滴加进DMA酯中,过程需要低速搅拌,滴完即停止搅拌,搅拌速度为100-300r/min;
具体的,步骤(3.2)所述透析时使用截留分子量≤7000D的透析袋,透析处理时间为2-4天,透析过程中每天换水3-5次。
具体的,所述步骤(4)中制备水凝胶按照如下步骤进行:
(4.1)将0.05-0.3gGA-BSP聚合物冻干样品溶于100ml PBS缓冲液中,获得GA-BSP聚合物溶液;
(4.2)将0.1-0.5g贻贝粘蛋白加入上述(4.1)的GA-BSP聚合物溶液中,搅拌混匀,得到混合液;
(4.3)将20mlFeCl3溶液加入(4.2)的混合液中,继续搅拌反应,获得水凝胶。
通过步骤(4)水凝胶通过氢键(多糖和酚酸)和离子键(Fe3+),形成了物理交联水凝胶。
具体的,所述步骤(4.1)PBS缓冲液的pH为6-8;步骤(4.3)FeCl3溶液的浓度为:0.01-0.05mol/L。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的用途,将其用于慢性创伤以及包括烧伤、擦伤、手术创伤、撕裂伤、战场贯穿伤在内的急性创面。
优选的,使用时将本发明水凝胶暴露在近红外激光(NIR)下进行使用。
特别的,当将本发明的水凝胶用于慢性创伤以及包括烧伤、擦伤、手术创伤、撕裂伤、战场贯穿伤在内的急性创面时,配合近红外激光(NIR)使用,效果更佳。
白芨有收敛止血和消肿生肌等功效,白芨中的白芨多糖(BSP)不仅具有促进伤口愈合、止血和抑菌等多种药理作用,还是一种生物相容性好和可降解的天然生物材料。BSP是主要由葡萄糖和甘露糖以β糖苷键聚合而成的一种葡甘露聚糖,由于葡甘露聚糖的结构,BSP还被证明可以参与细胞间或细胞内信号转导,显示出增强免疫活性的典型能力。然而,值得注意的是,由于缺乏足够的官能团,天然多糖的应用是合成生物聚合物无法比拟的。
没食子酸GA以其强大的抗菌、抗炎、血管生成和抗氧化活性而闻名。GA修饰后的多糖可显示出更好的水溶性、热稳定性、结晶特性和抗菌活性。此外GA等酚酸类化合物由于存在多种类型的界面相互作用,可在潮湿条件下可提供强组织粘附。这是因为邻苯二酚或邻苯三酚等官能团与各种亲核物质(如胺、硫醇、咪唑等)具有较高的亲和力。因此,通过化学改性将GA接枝到BSP的糖链上,还可以改善BSP的组织粘附性和增强应用于染菌伤口愈合的能力。
贻贝粘蛋白(MFP)是一种生物相容性好,粘附性特别强大的原料。贻贝粘蛋白带正电荷,且贻贝粘蛋白本身也具备良好的抗菌和抗氧化性能,可以广泛应用于组织粘合剂等粘附性材料的研发中。具体的,本发明加入贻贝蛋白,一方面具有良好的生物相容性,在使用过程中,贻贝蛋白可以吸收水分从而使得白及多糖成分发挥药效;第二,贻贝蛋白第具有良好的粘接性,起到持续的修复创面的作用;第三,贻贝蛋白含有20%赖氨酸,使贻贝粘蛋白成为极少数的碱性蛋白(PI 9.5),在生理环境下分子中带有大量的正电荷。大量正电荷的存在不仅能使其与GA修饰后的白芨多糖静电进行组装,使形成的水凝胶越稳定,而且大量正电荷的存在使细胞分子间存在电位差,形成分子间电位的电子流传导,产生人体神经网络的信处传递,提高健康与病态细胞的电位平衡,使病态细胞得到及时恢复,起到止痒作用,也可通过静电作用钝化神经末梢,达到止痒效果。
水凝胶是一种三维亲水性聚合物网络,其结构类似于细胞外基质(ECM),这赋予了它出色的生物相容性。同时,它还可以通过吸收伤口渗出物和保持潮湿环境来降低伤口感染的风险,这为改善受损组织的修复提供了良好的潜力。在形成水凝胶的过程中,Fe3+物理交联是形成酚酸类接枝水凝胶的重要形式,这是因为,金属离子不仅可以与大分子化合物形成交联网络,促进水凝胶的形成,还可以提高水凝胶的韧性,金属离子价态越高,交联位点越多,形成的水凝胶也就越稳定,因此,本发明采用与Fe3+交联的方式来提高制备水凝胶的成功率。更重要的是,部分多酚化合物能与Fe3+络合形成黑色的螯合物,而这种黑色的螯合物在近红外区段有较强的吸收,从而产生近红外光热作用,这在一定程度上赋予了水凝胶更好的光热抗菌作用。
本发明的有益效果:本发明通过化学改性将没食子酸接枝到白芨多糖的糖链上制备GA-BSP聚合物,之后通过静电作用将贻贝粘蛋白连接于GA-BSP聚合物,再通过Fe3+的物理交联制备GA-BSP水凝胶。该水凝胶不仅赋予了白芨多糖更好的结构、力学、组织黏附和光热等理化性质,还具有较好的光热抗菌作用。此水凝胶生物相容性好,细胞毒性低,无免疫原性,能够吸收大量的伤口渗液,保持创面的湿润有利于表皮细胞的增殖和迁移,且海绵状的多孔结构有利于创面分泌物的排除,避免细菌滋生能有效防止微生物对创面的感染,可以促进创面的愈合。本发明可用于急性创面包括烧伤、擦伤、手术创伤、撕裂伤、战场贯穿伤等疾病以及慢性创伤等疾病。
附图说明
图1:本发明水凝胶及对比例的断面扫描电镜图;
图2:本发明水凝胶及对比例的组织黏附性能;
图3:本发明水凝胶及对比例的光热性能;
图4:本发明水凝胶的体外近红外光热抗菌性能;
图5:本发明水凝胶对染菌伤口的促愈合作用。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶,它以白芨多糖、没食子酸和贻贝粘蛋白为主要原料。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,它包括以下制备步骤:
(1)对没食子酸进行活化反应,制备获得DMA酯;
(2)将白芨多糖溶于DMSO中,配制成白芨多糖溶液;
(3)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖溶液中的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品;
(4)将GA-BSP聚合物冻干样品溶于PBS缓冲溶液中,加入贻贝粘蛋白混匀,然后加入FeCl3溶液,继续搅拌反应形成水凝胶。
具体的,所述步骤(1)中所述活化反应按照如下步骤进行:
(1.1)将没食子酸、DMAP、EDC.HCl 溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入0.5g没食子酸、0.5g DMAP、1 EDC.HCl,配制成混合溶液;
(1.2)在避光条件下进行活化反应,活化反应的温度为15℃,反应时间为3h,获得DMA酯。
具体的,所述步骤(2)中,将 白芨多糖溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入3g白芨多糖,溶解24h,配制成白芨多糖溶液。
具体的,所述步骤(3)中制备GA-BSP聚合物冻干样品按照如下步骤进行:
(3.1)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,酯交换反应的温度为15℃,反应时间为36h,其中,混合时按照DMA酯中的DMSO与白芨多糖溶液中的DMSO的体积比为0.5:1的比例进行混合;
(3.2)将酯交换反应的溶液经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品。
具体的,步骤(3.1)白芨多糖溶液与DMA酯混合时,需要将白芨多糖溶液缓慢滴加进DMA酯中,过程需要低速搅拌,滴完即停止搅拌,搅拌速度为100r/min;
具体的,步骤(3.2)所述透析时使用截留分子量≤7000D的透析袋,透析处理时间为2天,透析过程中每天换水5次。
具体的,所述步骤(4)中制备水凝胶按照如下步骤进行:
(4.1)将0.05gGA-BSP聚合物冻干样品溶于100ml PBS缓冲液中,获得GA-BSP聚合物溶液;
(4.2)将0.1g贻贝粘蛋白加入上述(4.1)的GA-BSP聚合物溶液中,搅拌混匀,得到混合液;
(4.3)将20mlFeCl3溶液加入(4.2)的混合液中,继续搅拌反应,获得水凝胶。
具体的,所述步骤(4.1)PBS缓冲液的pH为6;步骤(4.3)FeCl3溶液的浓度为:0.01mol/L。
实施例2。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶,它以白芨多糖、没食子酸和贻贝粘蛋白为主要原料。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,它包括以下制备步骤:
(1)对没食子酸进行活化反应,制备获得DMA酯;
(2)将白芨多糖溶于DMSO中,配制成白芨多糖溶液;
(3)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖溶液中的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品;
(4)将GA-BSP聚合物冻干样品溶于PBS缓冲溶液中,加入贻贝粘蛋白混匀,然后加入FeCl3溶液,继续搅拌反应形成水凝胶。
具体的,所述步骤(1)中所述活化反应按照如下步骤进行:
(1.1)将没食子酸、DMAP、EDC.HCl 溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入2g没食子酸、2g DMAP、3g EDC.HCl,配制成混合溶液;
(1.2)在避光条件下进行活化反应,活化反应的温度为28℃,反应时间为2h,获得DMA酯。
具体的,所述步骤(2)中,将 白芨多糖溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入6g白芨多糖,溶解48h,配制成白芨多糖溶液。
具体的,所述步骤(3)中制备GA-BSP聚合物冻干样品按照如下步骤进行:
(3.1)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,酯交换反应的温度为50℃,反应时间为24h,其中,混合时按照DMA酯中的DMSO与白芨多糖溶液中的DMSO的体积比为0.6:1的比例进行混合;
(3.2)将酯交换反应的溶液经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品。
具体的,步骤(3.1)白芨多糖溶液与DMA酯混合时,需要将白芨多糖溶液缓慢滴加进DMA酯中,过程需要低速搅拌,滴完即停止搅拌,搅拌速度为200r/min;
具体的,步骤(3.2)所述透析时使用截留分子量≤7000D的透析袋,透析处理时间为3天,透析过程中每天换水4次。
具体的,所述步骤(4)中制备水凝胶按照如下步骤进行:
(4.1)将0.2gGA-BSP聚合物冻干样品溶于100ml PBS缓冲液中,获得GA-BSP聚合物溶液;
(4.2)将0.3g贻贝粘蛋白加入上述(4.1)的GA-BSP聚合物溶液中,搅拌混匀,得到混合液;
(4.3)将20mlFeCl3溶液加入(4.2)的混合液中,继续搅拌反应,获得水凝胶,即GA-BSP水凝胶。
具体的,所述步骤(4.1)PBS缓冲液的pH为7;步骤(4.3)FeCl3溶液的浓度为:0.03mol/L。
实施例3。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶,它以白芨多糖、没食子酸和贻贝粘蛋白为主要原料。
一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,它包括以下制备步骤:
(1)对没食子酸进行活化反应,制备获得DMA酯;
(2)将白芨多糖溶于DMSO中,配制成白芨多糖溶液;
(3)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖溶液中的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品;
(4)将GA-BSP聚合物冻干样品溶于PBS缓冲溶液中,加入贻贝粘蛋白混匀,然后加入FeCl3溶液,继续搅拌反应形成水凝胶。
具体的,所述步骤(1)中所述活化反应按照如下步骤进行:
(1.1)将没食子酸、DMAP、EDC.HCl 溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入3g没食子酸、3g DMAP、5g EDC.HCl,配制成混合溶液;
(1.2)在避光条件下进行活化反应,活化反应的温度为40℃,反应时间为3h,获得DMA酯。
具体的,所述步骤(2)中,将 白芨多糖溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入8g白芨多糖,溶解72h,配制成白芨多糖溶液。
具体的,所述步骤(3)中制备GA-BSP聚合物冻干样品按照如下步骤进行:
(3.1)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,酯交换反应的温度为60℃,反应时间为12h,其中,混合时按照DMA酯中的DMSO与白芨多糖溶液中的DMSO的体积比为1:1的比例进行混合;
(3.2)将酯交换反应的溶液经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品。
具体的,步骤(3.1)白芨多糖溶液与DMA酯混合时,需要将白芨多糖溶液缓慢滴加进DMA酯中,过程需要低速搅拌,滴完即停止搅拌,搅拌速度为300r/min;
具体的,步骤(3.2)所述透析时使用截留分子量≤7000D的透析袋,透析处理时间为4天,透析过程中每天换水3次。
具体的,所述步骤(4)中制备水凝胶按照如下步骤进行:
(4.1)将0.3gGA-BSP聚合物冻干样品溶于100ml PBS缓冲液中,获得GA-BSP聚合物溶液;
(4.2)将0.5g贻贝粘蛋白加入上述(4.1)的GA-BSP聚合物溶液中,搅拌混匀,得到混合液;
(4.3)将20mlFeCl3溶液加入(4.2)的混合液中,继续搅拌反应,获得水凝胶。
具体的,所述步骤(4.1)PBS缓冲液的pH为8;步骤(4.3)FeCl3溶液的浓度为:0.05mol/L。
对比例
称取8.04g 白芨多糖BSP到120ml DMSO中搅拌48h溶解,得到BSP溶液;并加入0.3g卡波姆940 到该溶液里,加热至60℃维持5h并加入适量三乙醇胺调节pH到7.4左右,得到BPS水凝胶。
实验部分
将本发明实施例2得到的水凝胶(以下描述为GA-BSP水凝胶)和对比例得到BSP水凝胶进行了实验论证。
1、形态学研究
将水凝胶样品进行冷冻干燥、切割和镀金,通过扫描电子显微镜(SEM,JSM 6390,℃JEOL,日本)观察水凝胶样品的横截面形态。
在100x放大倍数下记录的水凝胶样品的SEM图像如图1所示,BSP水凝胶的断面偏向层状结构,且没有明显的孔洞结构。而GA-BSP水凝胶与BSP水凝胶相比,具有更为连通的多孔结构,并且其孔径较小,且分布较均匀。孔径的大小和结构的变化主要归因于水凝胶网络中交联密度的不同。因此,GA-BSP水凝胶具有较紧密的网络结构,而它的多孔结构可以提供水蒸气的入口,利于营养和氧气供应以及细胞存活所需的废物清除。
2、组织粘附性能
水凝胶的组织粘附性能通过搭接剪切试验评估。使用质构仪进行测量,并记录水凝胶的黏附数据。每个样品重复试验3次。
实验结果如图2所示,GA-BSP水凝胶显示出比BSP更好的组织粘附性能。丰富的贻贝粘蛋白L-3,4-二羟基苯丙氨酸基团、邻苯三酚-Fe3+配位和来自GA-BSP/Fe3+网络的柔性聚合物链都有助于提高GA-BSP水凝胶粘合剂的高界面黏附能力。可完全与组织粘附并与之结合的粘性水凝胶敷料可以防止伤口感染,方便密封皮肤伤口,以及提供良好的愈合微环境。
3、光热性能
在室温下将水凝胶放置于瓶底,然后,将其暴露在近红外激光(NIR)下(波长808nm,照射强度2 W/cm2),红外热成像仪用于检测该过程中的温度变化(ΔT)。
图3是BSP水凝胶和GA-BSP水凝胶的ΔT-NIR辐射时间曲线。
实验结果表明,对于BSP水凝胶,在NIR辐照10min后,其温度没有明显的变化。然而,水凝胶GA-BSP在NIR辐照10min的过程中,其温度达到了40℃以上,这表明,GA-BSP水凝胶具有较好的光热作用。更重要的是,从图中还可以看出,在改变照射时间的同时,水凝胶的温度也在随之变化。这也表明了通过调节辐照时间,可以使水凝胶仅升温到需要的适当的温度,从而在不灼伤组织的情况下达到较好的光热作用。
4、水凝胶的体外近红外光热抗菌性能
以金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)和和大肠杆菌((Escherichia coli,E.coli)为模型菌株,来评价水凝胶的近红外光热抗菌性能。
具体操作如下:
1.取200mg灭菌的水凝胶(80℃间歇灭菌3次)装于48孔板底部,将0.5mL S.aureus(或E.coli)细菌悬浮液(106CFU·mL-1)加入到此孔中;
2.对照组仅添加0.5mL S.aureus(或E.coli)细菌悬液(106CFU·mL-1);
3.空白组仅添加0.5 mL无菌培养液。
4.所有实验组均分为两组,一组将共培养液暴露于NIR下3 min,另一组不做任何处理。
5.向每个孔中补加0.5 mL无菌培养液,以重新悬浮任何存活的细菌。
所有的样品均需要在37℃的培养箱中培养12小时。培养结束后,用稀释涂布平板计数法研究细菌数量,并计算细菌存活率。每个实验组至少平行重复实验5次。通过以下方程式计算细菌的存活率:细菌存活率(%)=(实验组存活细菌数)/(对照组存活细菌数)x100%。
实验结果如图4所示,在NIR辐射3分钟后,GA-BSP光热水凝胶对S.aureus和E.coli的细菌杀灭率分别为90.27±0.23%和75.94±0.54%,且显著性差异分析表明,该组与其他组之间均存在显著性差异(p<0.05)。同时,对比于Hydrogel+NIR组,Control+NIR组没有显示出明显的细菌减少,这表明,纯NIR对细菌没有明显的损伤。同样的,Hydrogel-NIR组的细菌对比起Control-NIR和Control+NIR组,其数量明显减少了,这主要归因于BSP、GA和Fe3+本身也具有一定的抗菌活性。但对比起Hydrogel+NIR组,Hydrogel-NIR组的细菌杀灭率远远不够,这也证明GA-BSP水凝胶在单独使用时,它的抗菌效果不能很好的发挥出来。所有上述结果表明,GA-BSP水凝胶对***和革兰氏阴性细菌都具有优异的NIR辅助光热抗菌活性,这显示出它在保护伤口免受污染的巨大潜力。
5、染菌伤口的愈合实验
与普通创面相比,染菌创面具有很高的细菌感染率,这大大延迟了伤口的愈合。因此,通过S.aureus感染的大鼠全厚度皮肤缺损模型来评估该水凝胶的染菌伤口愈合能力。首先,将适应了一周生活环境的SD大鼠(200-250g,雄鼠)麻醉并移除背部的毛,再在大鼠背部制造4个直径为8mm的圆形全厚度伤口。紧接着,将50μL S.aureus悬浮液(108CFU·mL-1)滴到伤口上,用无菌封闭的PU膜覆盖伤口24小时后去除PU膜以获得细菌感染的伤口模型。此时,使用制备好的水凝胶样品(300mg,直径约为8mm、高度约为3mm)治疗染菌的全厚度伤口。每只老鼠的4个创面处理如下:
1.不治疗(Control-NIR);
2.单独暴露于NIR光下2min(Control+NIR);
3.仅用水凝胶(Hydrogel-NIR);
4.放置水凝胶,并将其暴露于NIR光下2min(Hydrogel+NIR)。
之后,定期监测大鼠的伤口是否有任何不适症状和炎症。同时观察伤口的愈合情况,每隔一段时间拍照。
实验结果如图5所示,造模成功的伤口显示出明显的病原体污染,所有伤口均发炎且有淡黄色渗出物(Day0)。图中还显示出了用4种方法治疗的所有伤口在第5、10、15天都表现出明显的收缩。其中,用水凝胶治疗的伤口在有或没有NIR照射的情况下都表现出比空白(Control)组更高的伤口收缩。这说明,该水凝胶本身就具有比较强大的伤口愈合效果,这也主要得益于白芨多糖、没食子酸、贻贝蛋白作为形成水凝胶的材料,被证明具有很好的抗菌和促进组织修复的能力。但更重要的是,Hydrogel+NIR组的伤口愈合效果比Hydrogel-NIR组表现的更好,且有大量毛发覆盖,这也在一定程度上体现出光热抗菌治疗的重要性。
Claims (10)
1.一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶,其特征在于:它以白芨多糖、没食子酸和贻贝粘蛋白为主要原料。
2.一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:它包括以下制备步骤:
(1)对没食子酸进行活化反应,制备获得DMA酯;
(2)将白芨多糖溶于DMSO中,配制成白芨多糖溶液;
(3)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖溶液中的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品;
(4)将GA-BSP聚合物冻干样品溶于PBS缓冲溶液中,加入贻贝粘蛋白混匀,然后加入FeCl3溶液,继续搅拌反应形成水凝胶。
3.根据权利要求2所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中所述活化反应按照如下步骤进行:
(1.1)将没食子酸、DMAP、EDC.HCl 溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入0.5-3g没食子酸、0.5-3g DMAP、1-5g EDC.HCl,配制成混合溶液;
(1.2)在避光条件下进行活化反应,活化反应的温度为15-40℃,反应时间为0.5-3h,获得DMA酯。
4.根据权利要求2所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,将 白芨多糖溶于DMSO中,每100mlDMSO中加入3-8g白芨多糖,溶解24-72h,配制成白芨多糖溶液。
5.根据权利要求2所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中制备GA-BSP聚合物冻干样品按照如下步骤进行:
(3.1)将白芨多糖溶液与DMA酯混合,静置,白芨多糖的羟基和DMA酯的酯基发生酯交换反应,酯交换反应的温度为15-60℃,反应时间为12-36h,其中,混合时按照DMA酯中的DMSO与白芨多糖溶液中的DMSO的体积比为(0.5-1):1的比例进行混合;
(3.2)将酯交换反应的溶液经过透析和冻干后得到GA-BSP聚合物冻干样品。
6.根据权利要求5所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:步骤(3.1)白芨多糖溶液与DMA酯混合时,需要将白芨多糖溶液缓慢滴加进DMA酯中,过程需要低速搅拌,滴完即停止搅拌,搅拌速度为100-300r/min。
7.根据权利要求5所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:步骤(3.2)所述透析时使用截留分子量≤7000D的透析袋,透析处理时间为2-4天,透析过程中每天换水3-5次。
8.根据权利要求2所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中制备水凝胶按照如下步骤进行:
(4.1)将0.05-0.3gGA-BSP聚合物冻干样品溶于100ml PBS缓冲液中,获得GA-BSP聚合物溶液;
(4.2)将0.1-0.5g贻贝粘蛋白加入上述(4.1)的GA-BSP聚合物溶液中,搅拌混匀,得到混合液;
(4.3)将20mlFeCl3溶液加入(4.2)的混合液中,继续搅拌反应,获得水凝胶。
9.根据权利要求8所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的制备方法,其特征在于:所述步骤(4.1)PBS缓冲液的pH为6-8;步骤(4.3)FeCl3溶液的浓度为:0.01-0.05mol/L。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶的用途,其特征在于:将其用于慢性创伤以及包括烧伤、擦伤、手术创伤、撕裂伤、战场贯穿伤在内的急性创面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311784105.6A CN117695436A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311784105.6A CN117695436A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117695436A true CN117695436A (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=90145919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311784105.6A Pending CN117695436A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117695436A (zh) |
-
2023
- 2023-12-22 CN CN202311784105.6A patent/CN117695436A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110354295B (zh) | 一种光热转换材料及其制备方法 | |
Moraes et al. | Bacterial cellulose/collagen hydrogel for wound healing | |
Yuan et al. | Chitosan, alginate, hyaluronic acid and other novel multifunctional hydrogel dressings for wound healing: A review | |
CN110448721B (zh) | 一种抗菌粘附导电止血抗氧化的可注射复合水凝胶及其制备方法和应用 | |
JP2992835B2 (ja) | 親水性−吸湿性重合物からの乾燥されているヒドロゲル | |
CN114404649B (zh) | 一种具有pH/葡萄糖双响应性释放二甲双胍的水凝胶及制备方法和应用 | |
RU2422133C1 (ru) | Гидрофильный гель, способ его получения (варианты), раневое покрытие и перевязочное средство на его основе | |
CN112480434B (zh) | 一种铜离子抗菌水凝胶及制备方法和应用 | |
CN110665050B (zh) | 一种生物粘合剂及其制备方法 | |
CN104144692A (zh) | 致密壳聚糖膜材料的组合物、制备及用途 | |
CN110152055B (zh) | 海藻酸胺化衍生物/细菌纤维素纳米晶复合凝胶构筑的功能性药物缓释医用敷料 | |
CN106215239B (zh) | 一种交联抗菌型脱细胞基质材料的制备方法 | |
Yue et al. | Physical dual-network photothermal antibacterial multifunctional hydrogel adhesive for wound healing of drug-resistant bacterial infections synthesized from natural polysaccharides | |
CN113069591A (zh) | 一种壳聚糖-聚谷氨酸钙生物敷料及其制备方法 | |
CN101597381A (zh) | 一种用于针后贴的海藻酸钙复合膜医用敷料及其制备方法和应用 | |
Zahra et al. | Exploring the recent developments of alginate silk fibroin material for hydrogel wound dressing: a review | |
Wang et al. | UV cross-linked injectable non-swelling dihydrocaffeic acid grafted chitosan hydrogel for promoting wound healing | |
CN115926200A (zh) | 一种酶催化双交联高分子复合水凝胶材料的制备方法及应用 | |
CN111073001A (zh) | 一种两性葡聚糖水凝胶及应用 | |
Liang et al. | Natural hydrogel dressings in wound care: Design, advances, and perspectives | |
CN112891615B (zh) | 一种液体创口贴及其制备方法 | |
Zhang et al. | A guanosine/konjac glucomannan supramolecular hydrogel with antioxidant, antibacterial and immunoregulatory properties for cutaneous wound treatment | |
CN111632188A (zh) | 一种海藻多糖复合生物基质敷料及其制备方法 | |
CN117695436A (zh) | 一种没食子酸修饰的白芨多糖水凝胶及其制备方法和用途 | |
CN110869062A (zh) | 用于在皮肤损伤的处理中局部应用的薄膜及其获得和应用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |