[发明专利]一种可注射止血水凝胶材料及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种可注射止血水凝胶材料及制备方法和应用，通过采用交联剂将明胶和酪胺酸共价结合，进而引入过氧化氢制得可注射性的功能水溶胶，血液中具有过氧化物酶催化活性的血红蛋白催化水溶胶中封装的过氧化氢氧化酪氨酸，形成高强度水凝胶以达到迅速止血效果。此止血水凝胶利用血液中血红蛋白的催化功能，可实现由溶胶状态到凝胶状态的迅速变化。本发明的材料具有快速止血、抗菌、载药缓释、可注射等功能，在生物医学材料和组织工程领域具有巨大的应用价值。

技术领域

本发明属于生物医学止血、抗菌和载药等功能材料制备的技术领域，涉及一种可注射止血水凝胶材料及制备方法和应用。

背景技术

常见的止血材料主要包括敷料绷带、纱布、医用棉等，这些物理性止血材料主要通过压迫式达到伤口止血，但难以保持伤口干燥并防止有害细菌进入伤口。近二十年来，很多现代新型止血材料被应用于临床伤口止血和抗菌。这些新止血材料不同于物理型材料，主要包括凝胶、海藻酸盐和水凝胶等，其基本特点是在止血的过程中为伤口创建一个温润的环境以促进伤口止血和愈合，但大多不能实现对大面积或深部伤口部位的快速止血。

众所周知，水凝胶因其高生物相容性和低机械刺激被广泛应用于生物制药和生物医学材料。超分子水凝胶因可以为伤口提供温润的环境并在伤口界面形成防护屏障被视为是较理想的止血材料。除此之外，水凝胶高生物相容性、可生物降解性和自愈特性可使止血过程方便、无痛并可减少二次创伤。特别是原位水凝胶的合成在药物输送和组织工程应用等方面已经引起广泛关注，可注射水凝胶在医用材料和药物缓释等方面具有较为广泛的用途，已经成为近年来生物医用材料等方面新颖的研究方向。此外，和其他多孔支架材料相比，可注射水凝胶材料有较好的优越性，利用注射的方法将有流动性的水凝胶生物材料植入生物体内，可以较容易填充不规则形状的伤口部位，手术中的创伤较小。可注射的水凝胶三维网络中因其较高的吸水性具有大量的水分，在形态结构上与生物体组织相似，这些可注射水凝胶具有较高的生物相容性。特别是，可注射的水凝胶允许封装止血或者消炎药物，不需要外科手术植入，可通过注射的方式进入伤口深部进行止血，但至今未见将水凝胶与血液中具有过氧化物酶催化活性的血红蛋白结合，并利用其催化水溶胶凝集以达到快速止血的技术报道。此外，过氧化氢一直被作为一种经典抗菌物质，被应用于各个领域。据报道，过氧化氢对真菌有明显的抑菌作用，如大肠杆菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌和病毒等；最近，大量的研究已经证实过氧化氢的体内抗菌活性优于其他材料。 鉴此，本发明开发了一种可注射止血水凝胶材料的制备与应用技术，通过采用交联剂将明胶和酪胺酸共价结合，进而引入过氧化氢制得可注射性功能水溶胶，用于大面积或深部伤口出血处，利用伤口血液中具有过氧化物酶催化活性的血红蛋白催化水溶胶中封装的过氧化氢氧化酪氨酸，形成高强度水凝胶以达到迅速止血。该材料和技术具有快速止血、抗菌、载药、可注射等功能，适用于大面积或深部伤口的迅速止血和后续抗菌治疗，在生物医学材料和组织工程领域具有巨大的应用价值。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，开发了一种可注射止血水凝胶材料及制备方法，采用交联剂将明胶和酪胺酸共价结合，进而引入过氧化氢制得具有高抗菌性和药物缓释能力的水凝胶材料，该材料具有快速止血、抗菌、载药、可注射等功能。

本发明还提供了上述可注射止血水凝胶材料的应用，利用血红蛋白催化水溶胶中封装的过氧化氢氧化酪氨酸，形成高强度水凝胶。同时还可用于抗菌，在生物医学材料和组织工程领域具有巨大的应用价值。

本发明技术方案如下：

一种可注射止血水凝胶材料的制备方法：首先采用EDC/NHS为交联剂将明胶和酪胺酸共价结合，然后引入过氧化氢，制得可注射止血水凝胶材料。

所述可注射止血水凝胶材料的制备方法，步骤包括：

（1）将粉末状明胶按浓度20-40mg/mL加入到2-(N-吗啉)乙磺酸一水（MES）

缓冲溶液中，加热到60℃使明胶完全溶解后,冷却到室温，得到明胶溶液；