[发明专利]一种铜基MOF水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种铜基MOF水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法与应用。本发明先合成天然高分子大单体，所述的天然高分子大单体为乙烯基壳聚糖衍生物、乙烯基壳聚糖衍生物和甲基丙烯酸酯化明胶中任意一种或多种，将铜离子以铜基金属有机骨架纳米粒子的形式负载于天然高分子‑g‑N‑异丙基丙烯酰胺的交联水凝胶中，借助水凝胶基体表面的活性基团与改性隔菌膜表面异氰酸酯基之间的亲核加成反应，制备出铜基MOF水凝胶功能化抗菌膜。本发明结合了铜基MOF功能化水凝胶温敏性、抗菌性与隔菌膜阻隔细菌的能力，通过物理化学作用来达到隔菌膜与功能化水凝胶之间的有效粘结，实现抗菌膜在具备隔菌抑菌效果的同时，还具有较好的物理机械性能。

技术领域

本发明涉及温敏水凝胶功能化抗菌膜，特别是涉及一种铜金属有机骨架(MOF)纳米粒子载入温敏水凝胶功能化抗菌膜的制备方法；其属于皮肤创面再生修复用的膜类医用敷料制造领域。

背景技术

医用敷料作为伤口处的覆盖物，在伤口愈合过程中，可以替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，避免或控制伤口感染，提供有利于创面愈合的环境。传统的医用敷料就是使用于伤口外的覆盖物，虽然对创面有保护作用，但在阻水透气和阻隔细菌进入等难以满足慢性和复杂伤口的治疗需求。为了提供良好的伤口愈合环境、减少疤痕、并且增进使用者的舒适度，新型医用敷料近年来逐渐取代仅能提供最简单隔离保护作用的传统敷料。另外，随着人口的老龄化和慢性溃疡性伤口的增多，目前也迫切需要开发出新型功能型医用敷料。

随着科学技术的进步，医用敷料研究方面取得了较快的发展，出现了很多结构不同、功能较全面的新型医用敷料。中国发明专利CN201610219873.0公开了一种含有纳米银的医用温敏水凝胶的制备方法及在伤口愈合领域的应用，其由纳米银和壳聚糖组成，但是由于纳米银具有较强的细胞毒性，在杀菌的过程中会损伤正常细胞，且该温敏水凝胶的药物缓释性能差，易造成纳米银的爆释，不利于伤口愈合。

发明人课题组申请的中国发明专利CN201811534121.9，利用明胶上的氨基与甲基丙烯酸酐发生酰化反应合成支链含有碳碳双键的甲基丙烯酸酯化明胶(Gel-MA)，再借助其支链上的碳碳双键与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)进行自由基共聚，制备了甲基丙烯酸酯化明胶-g-N-异丙基丙烯酰胺(Gel-MA-g-NIPAm)温敏水凝胶，并将铜离子以铜基金属-有机框架 (MOF)纳米粒子形式嵌入Gel-MA-g-NIPAM水凝胶中。小鼠模型全厚层切口愈合试验结果表明：该类铜基MOF纳米粒子实现了铜离子的可控缓慢释放，有效降低了其细胞毒性，促进体外真皮细胞迁移和诱导血管生成，这表明协同稳定释放铜离子的铜基MOF水凝胶是用于治疗慢性伤口有前途的创新敷料。

水凝胶类敷料具有的部分水合结构可连续吸收伤口的渗出物。吸收了渗出物的水凝胶不污染伤口,所以大约在一周内不必更换敷料，但大量吸收渗出物后可因胶体的膨胀而导致敷料与伤口分离,另外细菌可以通过渗透的方式穿过水凝胶基体从而导致创面感染,中国发明专利CN201811534121.9未能很好的解决这一问题，而目前使用的聚合物衬垫如无纺布等也难以满足相应的细菌阻隔要求。此外，中国发明专利CN201811534121.9给出的敷料中铜基MOF纳米粒子含量相对较高，而铜基MOF纳米粒子本身是具有一定细胞毒性的，对创面的治愈不利。

发明内容

本发明为了解决目前水凝胶类敷料对外界细菌阻隔性差的问题，同时最大程度的降低由抗菌剂带来的细胞毒性，优化制备工艺，提供一种可用于组织再生修复的铜基MOF水凝胶功能化抗菌膜及其制备方法。