[发明专利]一种可注射释氧的水凝胶及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种可注射释氧的水凝胶及制备方法和应用，包括没食子酸改性的季胺化壳聚糖、氧化透明质酸以及明胶包裹的过氧化钙微球的水溶液，混合后得到所述的可注射释氧水凝胶。QCS‑GA中的氨基与OHA中的醛基形成可自我修复的动态席夫碱键，使水凝胶具有可注射和自愈合性能。GA在空气中自氧化从而形成双交联网络，该凝胶成型速度快且速度可控，具有良好的形状适应性、自愈合性、粘附性以及抗菌性能。水凝胶还具有良好的细胞相容性、血液相容性、生物相容性、降解性能以及止血性能。体系中的透明质酸促进全层皮肤伤口愈合，Gel@CaO₂微球遇水能缓慢释放氧气从而加快血管生成、组织再生和胶原沉积。因此，该水凝胶在组织工程和皮肤修复方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于生物组织工程领域，涉及一种可注射释氧的水凝胶及制备方法和应用，是一种可注射自愈合的用于皮肤组织修复的释氧水凝胶制备方法及其应用。

背景技术

创伤是临床常见疾病，据统计，我国每年创伤患者高达6200万，创伤致死数字约70-80万，多发生于糖尿病、感染创伤、烧伤、血管硬化、截瘫长期卧床等严重慢性病和急性损伤患者，具有发病机制复杂、治疗难度大、治疗周期长、费用高等特点，严重影响人民群众身心健康和生活质量。因此，损伤修复重建一直是临床研究的热点和难点。

我国约有6000万居民常年生活在高原地区。此外，随着高原地区社会经济和国防事业的日益发展，现在每年都有超过1000万人从平原进入高原从事旅游、商贸、建设和军事戍守。高原环境最大特点是低氧低压、寒冷干燥、紫外线强、海拔落差大、气候多变以及卫生资源短缺。人员进入高原后，机体在生理和心理方面均会产生一系列改变，对人员驻训、伤病康复产生不利影响。当前，我国高原地区面临着地质灾害风险等重大问题。因此，高原伤病对我军战斗力生成和后勤保障构成严峻考验，开展高原环境下的损伤治疗研究具有重要军事战略价值。

皮肤作为人体的第一道防线，在防止细胞脱水和保护内脏免受外部环境损伤方面发挥着重要作用。然而，皮肤在遭受严重损伤后，包括手术、烧伤、皮肤病等，将失去必要的保护机制，最终产生伤口。一旦受损组织失去其作为保护屏障的主要功能，它就变得易受到微生物的入侵(如金黄色葡萄球菌)，这些微生物会在伤口部位定居，从而导致感染，并可能导致慢性伤口的形成。

慢性伤口由于血管生成受损，营养和氧气供应不足，导致持续炎症。由于伤口高代谢活性的再生组织对氧气的利用率增加，氧气的供需存在不可避免的差异，最终的结果是低氧微环境和高氧化应激。在其他情况下，慢性伤口溃疡中由于巨噬细胞和中性粒细胞对低氧的反应增加了活性氧的产生，导致氧化应激升高，因此会导致角质形成细胞死亡和迁移受损，导致表皮迁移异常和伤口闭合不完全，从而进一步加剧不适当的细胞外基质重塑和降解。

水凝胶由亲水性三维网络组成，可以吸收组织渗出物，为伤口提供透气和湿润的环境，加速伤口愈合，因此被认为是最有前景的现代敷料。然而，市场上的传统水凝胶敷料性能存在不足，例如不适合伤口形状、缺乏功能性和不良降解率，并且无法对不规则形状的伤口达到预期的治疗效果。此外，传统的水凝胶敷料组织附着力弱，机械性能不理想，耐磨性弱，无法很好地适应可运动部位的动态伤口，如腹股沟和关节伤口。近年来，可注射自愈合水凝胶因其形状适应性、耐磨性和易于功能化而备受关注。通过分子和化学结构设计，可注射自愈合水凝胶具有良好的组织粘附性、力学性能和生物学效应。因此，可注射自愈水凝胶作为动态创面敷料具有很大的潜力。