本发明涉及生物医药材料,尤其涉及一种抗菌、抗氧化复合水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术:
1、皮肤作为人类微环境与外部环境之间的沟通媒介,在代谢调节和信息交换中起着重要的作用,作为身体和周围环境之间的重要界面,其中多种微生物群落共存,包括细菌、真菌和病毒,特别是不同的微生物群落对局部和系统的免疫应答有显著影响。细菌感染引起的慢性伤口已成为主要的医疗威胁和挑战,作为细菌可以与免疫系统竞争,随后入侵活组织,通常会导致严重的组织损伤。抗生素的使用,导致耐药菌的产生,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(mrsa),严重影响伤口愈合,对患者及社会经济产生巨大影响。伤口敷料在皮肤伤口的管理中起着至关重要的作用,因为它们可以保护伤口,促进皮肤和表皮组织的再生。
2、但是临床上面临一个实际问题,对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌伤口感染更多的还是依靠药物治疗,这可能会造成细菌更多耐药性的产生,并且治疗效果不佳。长期以来,多功能和高性能材料的治疗伤口感染的发展迫在眉睫。
3、因此,为了确保伤口的快速和健康愈合,生物材料敷料的伤口抗感染和损伤后治疗尤为重要。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请提供一种及一种抗菌、抗氧化复合水凝胶及其制备方法和应用,用于解决如何提高水凝胶作为医用敷料的抗菌及抗氧化性能的问题。
2、为达到上述技术目的,本申请采用以下技术方案:
3、第一方面,本申请提供一种抗菌、抗氧化复合水凝胶,其为负载锌离子的锂皂石、没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶及精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖互穿交联形成的水凝胶。
4、第二方面,本申请提供一种抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,包括以下步骤:
5、s1.以锂皂石、硝酸锌为原料,进行装载反应,离心后,得到负载锌离子的锂皂石;以甲基丙烯酸酐、没食子酸为原料,对明胶进行改性,得没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶;以甲基丙烯酸酐、精氨酸为原料,对壳聚糖进行改性,得精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖;
6、s2. 在光引发剂的分散液中,避光加入负载锌离子的锂皂石、没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶、精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖,搅拌均匀后,再在紫外光下进行交联反应,即得抗菌、抗氧化复合水凝胶。
7、优选的,负载锌离子的锂皂石、没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶、精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖的质量比为(0.1-0.5):(0.2-2):(10-30)。
8、优选的,步骤s1中,负载锌离子的锂皂石的制备过程为:将锂皂石加入到水中搅拌溶胀,而后加入硝酸锌搅拌,进行装载反应,再离心、洗涤、干燥,即得负载锌离子的锂皂石。
9、优选的,步骤s1中,没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶的制备过程为:将明胶的pbs溶液与甲基丙烯酸酐混合,加热反应,再透析、冷冻干燥,得甲基丙烯酰化明胶;将没食子酸、edc、nhs加入至甲基丙烯酰化明胶的pbs溶液中,进行偶联反应,再透析、冷冻干燥,即得没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶。
10、优选的,加热反应的温度为50-55℃,加热反应的时间为3-5h;偶联反应的温度为25-40℃,偶联反应的时间为24-36h。
11、优选的,步骤s1中,精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖的制备过程为:将壳聚糖、醋酸、pbs混合搅拌,得到壳聚糖溶液;将甲基丙烯酸酐加入到壳聚糖溶液中,加热反应,再透析、冷冻干燥,得甲基丙烯酰化壳聚糖;将精氨酸、edc、nhs加入至甲基丙烯酰化壳聚糖的pbs溶液中,进行偶联反应,再透析、冷冻干燥,即得精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖。
12、优选的,加热反应的温度为30-40℃,加热反应的时间为3-4h;偶联反应的温度为25-40℃,偶联反应的时间为24-36h。
13、优选的,光引发剂包括光引发剂i2959。
14、第三方面,本申请提供一种抗菌、抗氧化复合水凝胶在制备医疗创面修复材料中的应用。
15、本申请的有益效果如下:本发明以生物相容性好的明胶和壳聚糖为基底材料,通过接枝改性成没食子酸-甲基丙烯酰化明胶(没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶)和精氨酸-甲基丙烯酰化壳聚糖(精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖),再与锌-锂皂石(负载锌离子的锂皂石)混合制成原液,光交联形成水凝胶,所制备的水凝胶具有良好的抗菌、抗氧化、生物相容性和血液相容性,可以促进成细胞生长、伤口愈合和减少炎症反应。
1.一种抗菌、抗氧化复合水凝胶,其特征在于,其为负载锌离子的锂皂石、 没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶及精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖互穿交联形成的水凝胶。
2.一种如权利要求1所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,所述负载锌离子的锂皂石、没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶、精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖的质量比为(0.1-0.5):(0.2-2):(10-30)。
4.根据权利要求2所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,步骤s1中,负载锌离子的锂皂石的制备过程为:将锂皂石加入到水中搅拌溶胀,而后加入硝酸锌搅拌,进行装载反应,再离心、洗涤、干燥,即得所述负载锌离子的锂皂石。
5.根据权利要求2所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,步骤s1中,没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶的制备过程为:将明胶的pbs溶液与甲基丙烯酸酐混合,加热反应,再透析、冷冻干燥,得甲基丙烯酰化明胶;将没食子酸、edc、nhs加入至甲基丙烯酰化明胶的pbs溶液中,进行偶联反应,再透析、冷冻干燥,即得所述没食子酸接枝甲基丙烯酰化明胶。
6.根据权利要求5所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,所述加热反应的温度为50-55℃,加热反应的时间为3-5h;所述偶联反应的温度为25-40℃,所述偶联反应的时间为24-36h。
7.根据权利要求2所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,步骤s1中,精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖的制备过程为:将壳聚糖、醋酸、pbs混合搅拌,得到壳聚糖溶液;将甲基丙烯酸酐加入到所述壳聚糖溶液中,加热反应,再透析、冷冻干燥,得甲基丙烯酰化壳聚糖;将精氨酸、edc、nhs加入至甲基丙烯酰化壳聚糖的pbs溶液中,进行偶联反应,再透析、冷冻干燥,即得所述精氨酸接枝甲基丙烯酰化壳聚糖。
8.根据权利要求7所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,所述加热反应的温度为30-40℃,加热反应的时间为3-4h;所述偶联反应的温度为25-40℃,偶联反应的时间为24-36h。
9.根据权利要求2所述的抗菌、抗氧化复合水凝胶的制备方法,其特征在于,所述光引发剂包括光引发剂i2959。
10.一种如权利要求2-9任一项所述的制备方法得到的抗菌、抗氧化复合水凝胶在制备医疗创面修复材料中的应用。