[发明专利]一种力学性能可调的可注射自愈合水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种力学性能可调的可注射自愈合水凝胶及其制备方法与应用。本发明的水凝胶包括原料氧化透明质酸和琥珀酰壳聚糖，还包括钙离子、聚乙二醇衍生物、1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐、N‑羟基琥珀酰亚胺中的一种或多种。本发明通过在氧化透明质酸和琥珀酰壳聚糖的基础上，引入钙离子、聚乙二醇衍生物、1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、N‑羟基琥珀酰亚胺(NHS)中的一种或几种，通过调节水凝胶的组分和组分含量，制备得到可自愈合和可注射水凝胶，使其具备力学性能可调控的特性，提高其生物相容性、止血、促伤口愈合、促血管生成等性能。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种力学性能可调的可注射自愈合水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

组织出血和创伤在日常生活中和临床上十分常见，因此在止血的同时应该注意促进伤口修复和减少疤痕产生。水凝胶被广泛应用于生物医用材料，因为其与细胞外基质结构相似，具备柔软和高含水率的3D结构，有利于细胞生长、粘附和分泌生长因子等。水凝胶能够吸收血液中的水分，富集血小板和血细胞，并且可以保持伤口湿润，从而起到止血和伤口愈合的作用。但是目前研究的水凝胶多为预制水凝胶，难以填补和覆盖不规则的伤口，缺乏可注射和可自愈的特性，当受到外力压迫时，水凝胶容易出现破损而暴露出伤口，从而削弱止血效果。

透明质酸是细胞外基质的主要成分之一，有促进伤口愈合的作用，但是透明质酸缺乏在生理条件下可以形成水凝胶和动态化学键的活性基团，限制其在水凝胶方面的应用。壳聚糖是常用的止血材料之一，因为其带有正电荷的氨基可与红细胞表面的负电荷发生静电作用，有利于加速凝血进而止血。但是壳聚糖在生理条件下难以溶解，阻碍其在生物医学领域更广泛的应用。未经化学修饰的透明质酸和壳聚糖难以形成水凝胶，所以需要对其修饰，使二者能在生理条件下快速形成水凝胶，从而综合二者优势，发掘其在止血和促伤口愈合方面的应用潜能。中国专利文献CN105833344A(申请号201610266469.9)公开了一种可注射水凝胶在眼内填充物中的应用，其特征是在玻璃体切除手术中作为眼内填充物应用，以及作为眼内用药载体应用；所述的可注射水凝胶由两剂组成，第一剂是含氧化多糖的胶液，第二剂是含甲壳素衍生物和/或胶原蛋白的胶液，两剂分别装入双联注射器的两个注射管中，两剂胶液经双联注射器同时推注，在推注过程中发生混合、交联，即氧化多糖的双醛基与甲壳素衍生物和/或胶原蛋白的氨基发生交联反应，形成具有粘弹性的水凝胶。该发明所制备的可注射水凝胶是原位成型可注射水凝胶，需要将两种水凝胶前体溶液装入双联注射器，注射之后方可形成水凝胶，此过程对器械和操作要求高，操作繁琐。并且凝胶化时间需要严格控制，若凝胶化过慢，注射到体内还未形成水凝胶则会被体液稀释，释放原料的毒性并且延长凝胶时间；若凝胶化过快，则会堵塞针头，无法顺利注射。而且该专利所制备的水凝胶仅通过氧化多糖的醛基与甲壳素衍生物和/或胶原蛋白的伯胺基形成单一的可逆亚胺键，不仅会导致较低的力学强度，还会因为残留较多的游离醛基导致较大的细胞毒性。另外，该专利制备的水凝胶仅应用于制备眼内填充物，对于止血和促进伤口愈合方面没有进一步研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种力学性能可调的可注射自愈合水凝胶及其制备方法与应用。

本发明技术方案如下：

一种力学性能可调的可注射自愈合水凝胶，包括原料：氧化透明质酸和琥珀酰壳聚糖，还包括钙离子、聚乙二醇衍生物、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺中的一种或多种。

根据本发明优选的，所述可注射自愈合水凝胶包括原料：氧化透明质酸和琥珀酰壳聚糖，以及钙离子和/或聚乙二醇衍生物。

根据本发明优选的，所述可注射自愈合水凝胶包括原料：氧化透明质酸和琥珀酰壳聚糖，以及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺和/或聚乙二醇衍生物。

根据本发明优选的，所述钙离子来自氯化钙或碳酸钙。