[发明专利]光交联可注射纳米纤维-水凝胶复合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种光交联可注射纳米纤维‑水凝胶复合物及其制备方法，所述复合物由复合水凝胶和均匀分散在该复合水凝胶中的疏水改性的透明质酸纳米纤维组成；所述复合水凝胶由碳碳双键改性且可光聚合的明胶、碳碳双键改性且可光聚合的透明质酸以及碳碳双键改性且可光聚合的多巴胺在光引发剂和光照条件下聚合形成。本发明可在不降低材料孔隙率和比表面积的基础上，改善材料的力学性和组织黏附性能，提升材料的皮肤修复性能。本发明还提供了该光交联可注射纳米纤维‑水凝胶复合物在制备皮肤修复材料领域的应用。

技术领域

本发明属于医用生物材料技术领域，涉及一种光交联可注射纳米纤维-水凝胶复合物及其制备方法与应用。

背景技术

常见的皮肤修复策略主要包括功能性敷料治疗、生长因子/干细胞治疗以及人工皮肤三类。功能性敷料可提供有利于伤口修复的湿润环境，还可能具有抗菌、止血以及抗炎等生物学特性，然而其加速伤口愈合的临床证据有限，目前的功能性敷料只能作为提供局部愈合环境的辅助手段。伤口愈合过程受到多种生长因子的调控，模拟生理状态下组织修复的微环境，局部释放外源性生长因子促进伤口再生是一种有效的修复手段。然而，由于组织修复的复杂性，单一或少数几种生长因子的局部释放难以达到良好的疗效。近年来，虽然有各种基于生长因子控释的“生物活性”治疗策略被开发出来，但是，大多都还停留在动物实验阶段，其临床效果仍然有待验证。干细胞治疗面临着与生长因子治疗相似的困境，虽然各种载体已被设计出来用于负载干细胞，但仍然存在着干细胞干性和存活率不足的问题。人工皮肤虽然具有良好的临床修复效果，也有一些产品获得了FDA批准上市，但人工皮肤大多由胶原蛋白或脱细胞基质负载细胞组成，存在免疫原性和周期长的问题。

近年来，具有“仿生”皮肤细胞外基质(ECM-mimicking)的材料受到了广泛关注。这类仿生材料通过模拟生理的3D微环境支持细胞功能，可在不负载细胞和不外加活性物质的条件下实现组织修复。其中，水凝胶和静电纺丝纳米纤维膜在仿细胞外基质材料领域具有其他材料不可比拟的优势。

水凝胶因具有与皮肤组织相似的三维性质和亲水性，是十分受欢迎的组织再生材料。通过控制交联程度，可加强化学交联水凝胶的力学强度，因此它们可保持其独特的体积和形状以应对来自周围组织的物理压力，为细胞生长和营养输送提供三维空间。然而，这些弹性结构性能的实现是以提高交联密度和减小水凝胶网络的孔径为代价的，导致材料的细胞浸润性有限，进而会对修复效果造成不利影响。静电纺丝纤维膜具有与ECM类似的纤维网络结构，其高比表面积、高孔隙率和高通透性有利于细胞的生长和浸润。然而，这些网状基质不能注射，也不能提供皮肤修复所必须的体积及力学特性。因此，解决这两类仿细胞外基质材料在皮肤修复领域应用时存在的问题，开发具有高孔隙率、高比表面积，力学性能和组织黏附性能优异，可促进凝血和血管生成的皮肤修复材料在本领域仍然是一项挑战。

发明内容

针对现有用于皮肤修复的水凝胶难以兼顾力学性能和细胞浸润性，而现有的静电纺丝纤维膜虽然有利于细胞的生长和浸润但不能注射、不具备皮肤修复所需力学性能的不足，本发明提供了光交联可注射纳米纤维-水凝胶复合物及其制备方法，以及该复合物在皮肤修复领域的应用，以在不降低材料孔隙率和比表面积的基础上，改善材料的力学性和组织黏附性能，提升材料的皮肤修复性能。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光交联可注射纳米纤维-水凝胶复合物，该复合物由复合水凝胶和均匀分散在该复合水凝胶中的疏水改性的透明质酸纳米纤维组成；所述复合水凝胶由碳碳双键改性且可光聚合的明胶、碳碳双键改性且可光聚合的透明质酸以及碳碳双键改性且可光聚合的多巴胺在光引发剂和光照条件下聚合形成；疏水改性的透明质酸纳米纤维与复合水凝胶中高分子网络的质量比为(0.04～1):1。