[发明专利]一种按需释放的复合共价水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种按需释放的复合共价水凝胶及其制备方法和应用。所述水凝胶基于阳离子高分子及纳米银颗粒协同杀菌。由阳离子高分子作为模板合成纳米银颗粒，继而与氧化多糖高分子通过酸敏感的席夫碱键共价交联而成，在细菌感染所产生的酸性环境下席夫碱键断裂，从而导致凝胶降解释放出阳离子高分子，并氧化生成银离子共同杀菌。本发明还公开了所述复合共价水凝胶在体外及体内的抗菌应用。本发明制备简单、成本低廉，将阳离子高分子与纳米银结合制备复合水凝胶。所制得的凝胶可提高单独阳离子高分子凝胶的抗菌效果，并可以扩展纳米银凝胶的抗菌谱，降低纳米银的毒副作用，实现二者的协同效果。该水凝胶的抑菌效果优于市面上的多种商业化抗菌凝胶。

技术领域

本发明属于高分子化学及生物材料技术领域。涉及一种按需释放的复合共价共价水凝胶及其制备方法和应用，具体涉及一种医用复合抗菌水凝胶。

背景技术

细菌感染一直给人类的健康造成巨大的威胁，例如造成手术伤口的脓肿发炎、植入器件的失效等。目前临床上通常在外科手术后随即采用抗生素溶液进行冲洗以及系统静脉滴注抗生素结合的方法来预防感染。虽然抗生素起效快、抑菌效果好，然而抗生素系统给药的作用时效短，会造成毒副作用、使得细菌产生耐药性，并且多次的给药也会给病患带来不适。目前凝胶已经成为预防术后感染以及治疗局部感染的一种新剂型，其具有良好的生物相容性、组织黏附性、并且可滞留在局部组织，可维持数周乃至数月的长程给药。其中抗生素凝胶包括将药物物理包裹在凝胶中进行给药，也有将抗生素交联在凝胶网络中。尽管这些抗生素凝胶都展示了优异的抑菌效果，然而仍然会产生耐药性以致无效。因此，近年来已趋于开发可以替代抗生素而区别于其药效机理的其他抗菌剂，例如阳离子高分子、两性离子、银纳米颗粒、溶菌酶等。在这些抗菌剂型中，阳离子高分子以及银纳米颗粒使用的最为广泛，但是二者在抗菌过程中也存在着各自的使用缺陷。阳离子高分子是通过扰乱和破坏细菌膜来发挥作用的，其对正常组织细胞存在毒副作用，所以控制适当的用量十分重要。然而银颗粒不稳定，容易团聚形成较大的颗粒，因此通常与阳离子高分子结合来提高其稳定性。目前通常是将二者进行物理混合来制备凝胶，所制得的凝胶是通过物理扩散的方法释放抗菌成分，无法控制高分子及银颗粒的释放，影响其生物相容性以及长程抗菌效果。

中国发明专利公开说明书CN1021278896所提供的壳聚糖纳米银凝胶剂就是直接将纳米银(粉状或溶胶状)加入到壳聚糖的烯酸溶液中搅拌混合形成。该种方法无法很好的稳定住纳米银颗粒，仍会进行无规扩散并会导致一定的毒性。此外，其抗菌效果并不能维持很长时间。

中国发明专利公开说明书CN101407586所提供的纳米银-葡聚糖凝胶则是以葡聚糖作为模板、分散剂，和还原剂原位合成纳米银/葡聚糖凝胶。该种方法所制得的银颗粒仍然是直接分散在凝胶中的。

中国发明专利公开说明书CN106346018A所叙述的琼脂糖/纳米银复合凝胶也是将硝酸银或者乙酸银等银盐直接分散于琼脂糖溶液中，混合得到二者的复合凝胶。

中国发明专利公开说明书CN106009442A提供的聚乙烯醇纳米银凝胶也是将硝酸银混入到聚乙烯醇溶液中，后加入硼氢化钠还原硝酸银得到纳米银，后浸泡聚乙烯醇凝胶去除过量的硼氢化钠，得到载纳米银的聚乙烯醇凝胶。该方法所制备得到的纳米银仍然是物理掺杂在聚乙烯醇凝胶中的。

鉴于现有技术纳米银凝胶均是将纳米银颗粒直接物理混合在凝胶中，稳定性欠佳，并且释放动力学无法控制，有必要研究出一种能够将纳米银颗粒稳定在凝胶中，且能够按需控制纳米银释放的凝胶。

发明内容