[发明专利]一种促修复双网络水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种促修复双网络水凝胶及其制备方法与应用。制备方法包括如下步骤：(1)将冻干处理后的去细胞角膜基质消化，加入磷酸盐缓冲液，得到去细胞角膜基质水凝胶溶液；(2)将改性透明质酸或改性明胶溶解于引发剂溶液中，与去细胞角膜基质水凝胶溶液混合，加入交联剂混匀，紫外照射，得到促修复双网络水凝胶。促修复双网络水凝胶凝胶化前具有良好流动性，能够快速填补角膜伤口，具有很好的透光度和组织黏附性，无需预先得到精确尺寸，无需缝合；组分模拟组织微环境，利于细胞黏附生长；结构稳定、力学强度高、降解慢；可作为角膜伤口粘合剂、角膜穿孔封堵剂和无缝合板层角膜替代物。

技术领域

本发明涉及水凝胶材料技术领域，尤其涉及一种促修复双网络水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

角膜位于眼球的最前部，是一种高度透明组织，为人眼提供总屈光力的四分之三。但与外界环境直接接触的角膜极易受到损伤而视力下降，甚至引发角膜盲。角膜移植是治疗角膜盲最有效的手段，但是由于供体的严重短缺，绝大多数患者无法复明。生物医用材料制备的水凝胶在过去20年被广泛地应用于角膜替代物的研究以促进角膜伤口的恢复，但是这种预先成型的水凝胶需要精确的尺寸、形状并经受手术缝合。缝线缝合可能会导致术后散光，缝线还会引起炎症，导致血管生成，增加感染风险等，这便需要眼科医生高的技能水平和特定的手术场所，也给实际应用带来困难。

目前，在临床上用于无缝线稳定角膜伤口和封堵角膜缺口的产品主要有氰基丙烯酸酯胶，但氰基丙烯酸酯胶的不透明性、毒性和较快降解使其只能短暂封堵缺口，后续患者还需要接受角膜移植。与合成水凝胶相比，天然水凝胶能更好地促进组织修复。用于角膜伤口修复的天然水凝胶包括胶原、明胶、壳聚糖、透明质酸、硫酸软骨素等，但均为单一组分，无法完全模拟角膜体内环境，生物性能有限。改性透明质酸/明胶经过交联能够形成连续的大分子网络，具有更好的机械强度和稳定性，但其对角膜细胞，包括角膜上皮细胞和角膜基质细胞弱的黏附能力也限制了其在促进角膜再生中的应用。

基于去细胞基质（dECM）的水凝胶来源于组织/器官，组织/器官通过合适的脱细胞方法能够去除免疫原性，保留原组织/器官所含蛋白质（胶原蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白等）、多糖（甘聚糖、蛋白多糖、糖蛋白等）和生长因子等活性物质。相比单一组分的天然水凝胶，dECM能够更好模拟原生组织微环境，为细胞提供更多附着位点和营养物质，保证细胞黏附和生长，促进组织的再生。去细胞角膜基质（dCECM）来源于不同物种的角膜组织，其保留角膜组织所特有的蛋白质、多糖、生长因子等活性物质，更能够促进角膜组织的再生，在眼科领域具有很好的应用前景。

猪来源的去细胞角膜基质（dCECM）水凝胶来源广，在37 ℃下能够凝胶化，但是通过这种方法所得到的水凝胶透明度低、强度弱，同时眼表也很难维持37 ℃的成胶条件。虽然交联剂的引入能够在室温条件下显著提高脱细胞角膜基质水凝胶的强度和透明度，但是其在面对眼表修复过程中分泌的胶原酶、金属蛋白酶等降解过快，无法长期停留在角膜伤口上，无法满足作为角膜替代物的要求。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种促修复双网络水凝胶。

本发明的另一目的在于提供上述促修复双网络水凝胶的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述促修复双网络水凝胶的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种促修复双网络水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

（1）去细胞角膜基质水凝胶的制备

将冻干处理后的去细胞角膜基质采用胃蛋白酶溶液消化，得到均相消化液，加入磷酸盐缓冲液（PBS），得到去细胞角膜基质（dCECM）水凝胶溶液；

（2）促修复双网络水凝胶的制备

将改性透明质酸或改性明胶与引发剂溶液混合，与步骤（1）中所述去细胞角膜基质水凝胶溶液混合，加入交联剂混匀，紫外照射，得到促修复双网络水凝胶。