[发明专利]用于促进血运长效开放的多功能水凝胶及其制备方法

说明书

一种用于促进超长皮瓣移植术后血运长效开放的多功能水凝胶及其制备方法，属于多功能水凝胶技术领域。是以天然多糖、明胶为原材料，通过对其简单改性使其具有多种生物功能；具体是将纳米明胶微球掺杂到凝胶内部，然后将CORM直接掺杂到凝胶中，再将GSNO负载到纳米明胶微球中，构建具有生物多功能性、可梯度缓释药物分子，长时促进血管开放的多功能凝胶。本发明生物原材料来源广泛，价格低廉，修饰后无生物毒性。本发明所述的促进血运长效开放的凝胶给药方式简单，可局部术中给药，凝胶具有良好的黏附止血，抗菌效果，减轻术中出血和术后感染风险，可局部缓释两种气体药物分子，可避免静脉给药所带来的过量剂量循环毒性。

技术领域

本发明属于多功能水凝胶技术领域，具体涉及一种用于促进血运长效开放的多功能水凝胶及其制备方法。

背景技术

皮瓣移植作为临床工作中严重创面缺损和整形修复再造的最重要手段，一直受到血供不足和远端坏死的困扰，而血运的开放程度直接决定了皮肤组织移植的存活率和最终结局。同时修复面积越大，皮瓣坏死的风险也就越高。因此，开发一种有效的可促进超长皮瓣移植术后血运长效开放并可长效维持的生物材料进而解决实际工作中复杂的修复需求成为当前工作的重中之重。

人们开发了多种促进皮肤移植血运长效开放的临床手段，如直流电刺激、choke区血管吻合、小分子药物等。但现有研究往往集中在手术前预处理阶段，操作复杂、干预时间缺点限制了在紧急情况下的使用。因而获得一种更便捷的即时促进血运长效开放并得以长效维持的手段成为关键。人们研究发现，气体分子能很好地透过血管壁进而到达血液中，而一氧化碳(CO)与一氧化氮(NO)气体分子可以激活环磷鸟嘌呤核苷(cGMP)与钾-钙离子运输信号通路，进而很好地促进血管开放，提高血运效果。但由于其两种气体分子具有浓度依赖性，浓度过高具有很大的生物毒性甚至致死性，因此在临床应用中有诸多限制。

水凝胶具有良好的生物相容性，与细胞外基质相似，可根据组织修复客观需求进而对其进行合理的改性，使其具有相应的生物功能，近些年来被人们广泛应用。

基于此，本实验通过对水凝胶合理的设计，以天然多糖和明胶为原材料，合成了负载两种可通过水解缓释气体分子的药物(三羰基氯(甘氨酸基)钌，Cas号，475473-26-8，CO气体分子药物(CORM)；S-亚硝基谷胱甘肽)，Cas号，57564-91-7，NO气体分子药物(GSNO)，使其梯度缓释，使其具有前期促进血管开放，且可长时维持其开放状态的生物多功能凝胶。

发明内容

本发明的目的是以天然多糖、明胶为原材料，通过对其简单改性使其具有多种生物功能；具体是将纳米明胶微球掺杂到凝胶内部，然后将CORM直接掺杂到凝胶中，再将GSNO负载到纳米明胶微球中，构建具有生物多功能性、可梯度缓释药物分子，长时促进血管开放的多功能凝胶。本发明生物原材料来源广泛，价格低廉，修饰后无生物毒性。过程无需复杂操作。

本发明所述的促进血运长效开放的凝胶给药方式简单，可局部术中给药，凝胶具有良好的黏附止血，抗菌效果，减轻术中出血和术后感染风险。可局部缓释两种气体药物分子，可避免静脉给药所带来的过量剂量循环毒性。

本发明所述的一种用于促进血运长效开放的多功能水凝胶的制备方法，其步骤如下：

(1)儿茶酚修饰的壳聚糖(CHI-C)的制备：取2～4g壳聚糖溶于200～300mL、0.5mol/L的HCl中，充分溶解后用0.1g/mL的NaOH溶液将得到的壳聚糖酸性溶液的pH值调节为4～4.5，得到溶液A；取1～2g儿茶酚溶于8～15mL水中，在搅拌下将其倒入溶液A中，得到溶液B；取1～2g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶于25～50mL、体积比为1：1的水和乙醇的混合溶液中，然后将其缓慢滴入溶液B中，用1mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH为4.5～5，反应4～6h后将反应溶液倒入渗析袋，先在pH＝3～4的盐酸溶液中渗析3～5天，然后在去离子水中渗析6～8h，将渗析液完全冻干后得到儿茶酚修饰的壳聚糖，-90℃～-70℃条件下保存；