[发明专利]一种粒子堆垛型生物胶黏剂及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种粒子堆垛型生物胶黏剂及其制备与应用。该粒子堆垛型生物胶黏剂以UPy‑PEI微粒堆垛而成；所述UPy‑PEI微粒为：聚乙烯亚胺PEI通过二异氰酸酯在其氨基端连接上脲基嘧啶酮UPy。本发明设计并制备的基于微粒自堆垛形成的生物胶黏剂具备在伤口处强力粘附、对分泌液响应、透明以及能长久并高效捕获杀菌的能力，对于开发并应用新型的抗菌敷料具有指导意义以及良好应用前景。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，特别涉及一种粒子堆垛型生物胶黏剂及其制备与应用。

背景技术

抗生素滥用已经严重影响了全球经济和公众健康，这极大地加速了细菌的新生突变或从外部获得抵抗基因的能力，用以抵抗几乎所有类型的传统抗生素。然而，细菌对一些固有机制(如结构活性或阳离子基团)的抵抗力微乎其微。在这些抗菌材料中，具有防治细菌感染能力的伤口材料近年来尤其受欢迎。

在生物医疗领域，抗菌敷料的发现对患者细菌感染伤口的愈合提供了极大的帮助。全球每年死于微生物感染的患者约为1600万人，占死亡患者的1/3，因此对于能促进细菌感染伤口愈合的抗菌敷料的需求是保持增长态势的。然而，因为目前许多种类的细菌对于绝大部分抗生素具有极强的抗药性，所以能开发一种不用抗生素便可高效杀死细菌的抗菌敷料显得尤为重要。有研究表明，广泛使用具有抗菌效果的、不含抗生素的伤口敷料，能有助于伤口愈合、降低其他副作用，进而帮助节省相关的医疗开支(Nat.Commun.,2018,9,2784.)。

聚乙烯亚胺(PEI)，一种众所周知的阳离子聚合物，已被报道在生物体内可高效地递送DNA或RNA。利用质子化的铵基基团，阳离子PEI及其衍生物的抗菌性能得到了广泛的研究。然而，目前可用于生物体伤口愈合的PEI基生物材料尚处于产品开发初期，市场化的实际应用还很少。这可能是因为基于PEI的抗菌敷料，其最大的挑战在于如何克服PEI的流体特性，使其在伤口上实现长期的生物粘附能力，同时保持有效的抗菌活性。特别地，脲基嘧啶酮(UPy)基超分子材料因其动态可逆的四重氢键，在机械和温度以及水响应性能上已经展现出巨大的优势(WO2015067569A1)；同时基于UPy构造的生物医学材料也被应用于治疗心血管疾病(US20180153717A1)。因此，为了应对这一挑战，本发明引入UPy来极大地提高PEI的力学性能，设计并制备了一种以UPy-PEI微粒为基本单元的透明生物胶黏剂。

发明内容

基于以上背景技术，本发明提供一种粒子堆垛型生物胶黏剂及其制备与应用，该生物胶黏剂以UPy-PEI微粒为基本单元，可捕获杀菌且对伤口分泌液响应。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种粒子堆垛型生物胶黏剂，以UPy-PEI微粒堆垛而成；

所述UPy-PEI微粒为：聚乙烯亚胺PEI通过二异氰酸酯在其氨基端连接上脲基嘧啶酮UPy。

优选地，所述PEI为支化的聚乙烯亚胺，其数均分子量为10KD。

优选地，所述UPy-PEI微粒通过以下方法制备：

S1、UPy与二异氰酸酯在吡啶溶剂中进行反应，UPy的氨基与二异氰酸酯中的一个-NCO偶联得到UPy-NCO；

S2、UPy-NCO与PEI进行反应，PEI中的氨基与UPy-NCO中的-NCO偶联形成所述UPy-PEI微粒。

优选地，S1具体包括：将UPy、二异氰酸酯和吡啶混合；保护气氛围下加热反应；反应结束后滴入戊烷或石油醚，过滤出白色固体粉末并收集；用丙酮洗涤白色粉末去除未反应的二异氰酸酯后，干燥粉末得到所述UPy-NCO。

优选地，S1中，所述二异氰酸酯为1,6-己二异氰酸酯(HMDI)、1,5-戊二异氰酸酯或1,4-丁二异氰酸酯；更有选为1,6-己二异氰酸酯。