本發(fā)明涉及醫(yī)療輔助，具體涉及一種具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、水凝膠是由天然或合成材料通過物理或化學交聯(lián)過程形成的具有三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的凝膠，聚合物上的親水基團及其交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以容納大量的水且在水性介質(zhì)中表現(xiàn)出良好的柔軟性和溶脹性。水凝膠的含水量可達99％，這使該材料對人體及富含水的生物環(huán)境非常友好。因此水凝膠在生物醫(yī)學材料領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義，其可作為其他生物醫(yī)學材料的前體用于治療，如敷料、藥物控制釋放載體、鼻子、面部的修補材料、人工軟骨等；水凝膠已廣泛用于組織工程、藥物遞送、環(huán)境工程、化學工業(yè)、制藥工程等領(lǐng)域。

2、殼聚糖即脫乙?；讱に?學名聚氨基葡萄糖,化學名稱為(1,4)聚-2-氨基-2-脫氧-3-d-葡聚糖,是通過3-1,4-糖苷鍵將n-乙酰-d-氨基葡萄糖單體連接起來的直鏈狀高分子化合物。殼聚糖是一種在生物體內(nèi)可被吸收的生物可降解材料。大量臨床實驗研究證明，殼聚糖具有無毒、無刺激、良好的生物相容性、生物可降解性及不引起過敏反應(yīng)和感染等特殊功能，且能促進正常的纖維蛋白和上皮組織形成。另外，殼聚糖還具有易于成型、成膜、抗凝血、促進傷口愈合和防腐抗菌等性能。因而,可被用于人造皮膚、外科手術(shù)縫合線、傷口包扎等醫(yī)學領(lǐng)域。

3、銀(ag)長期以來一直在生物醫(yī)療領(lǐng)域被用作抗菌劑。它以其廣譜抗菌活性而聞名，對許多細菌、真菌和病毒菌株都有很強的功效，而且?guī)缀鯖]有誘導(dǎo)耐藥性的風險。盡管在過去十年中已經(jīng)開發(fā)了許多銀基納米材料，但銀基抗菌材料仍然存在尚未解決的挑戰(zhàn)：1)不受控制的銀釋放不能確保長期抗菌功效；2)高濃度的銀會對人體有毒。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對以上不足，提供一種具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠及其制備方法。

2、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1、利用4-炔戊酸對殼聚糖進行改性得到炔基化殼聚糖；

5、步驟2、將炔基化殼聚糖溶解在去離子水中，后加入硝酸銀溶液，在加熱條件下進行攪拌反應(yīng)，隨后在水中進行透析得到ag-cs溶液；

6、步驟3、將八臂peg交聯(lián)劑溶液與ag-cs溶液混合后得到預(yù)聚液，將預(yù)聚液放置于生化培養(yǎng)箱中進行成膠后得到水凝膠。

7、進一步的，所述步驟2中，ag-cs溶液中ag濃度的濃度為0.1-10mmol/l。

8、進一步的，所述步驟3中，ag-cs中功能基-nh2與八臂peg交聯(lián)劑中功能基-cho的摩爾比為2-5:1。

9、進一步的，所述步驟3中，反應(yīng)溫度為25-40℃，交聯(lián)時間為0-30min。

10、進一步的，所述步驟3中，水凝膠固含量為5-15％。

11、進一步的，所述步驟3中，八臂peg交聯(lián)劑的制備方法包括以下步驟：

12、步驟3.1、將三巰基丙基三甲氧基硅烷進行脫水縮合，生成poss-8sh；

13、步驟3.2、在紫外燈照射下，將poss-8sh與烯丙基聚乙二醇混合發(fā)生反應(yīng)，生成poss-peg-oh；

14、步驟3.3、將poss-peg-oh與對甲?；郊姿峄旌习l(fā)生酯化反應(yīng)，將peg的oh端修飾為cho，得到八臂peg交聯(lián)劑poss-peg-cho。

15、具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠，由上述方法制備得到。

16、本發(fā)明的有益效果為：

17、本發(fā)明通過殼聚糖的還原和負載作用，通過炔基銀可逆轉(zhuǎn)換和殼聚糖的高分子網(wǎng)絡(luò)延緩銀的釋放，使其可控，炔基殼聚糖將銀離子還原為銀納米粒子和炔基銀后負載入水凝膠中，利用炔基銀的循環(huán)可逆反應(yīng)和水凝膠的三維多孔結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)長達7天的有效銀釋放效果，因此可以很好地應(yīng)用于納米醫(yī)療領(lǐng)域。本發(fā)明利用殼聚糖的還原性、炔基銀的可逆轉(zhuǎn)換和銀的強效抗菌性等特性制備得到一種具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠，通過席夫堿形成的交聯(lián)體系使水凝膠具有自愈合、可注射功能，可適應(yīng)不同傷口場景和形狀的能力。本發(fā)明提供的殼聚糖水凝膠具有孔洞結(jié)構(gòu)均一、成膠快、力學性能好的優(yōu)點，具有良好的銀緩釋效果，并對常見細菌具有強效抗菌效果。

18、下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

技術(shù)特征：

1.具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟2中，ag-cs溶液中ag濃度的濃度為0.1-10mmol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，ag-cs中功能基-nh2與八臂peg交聯(lián)劑中功能基-cho的摩爾比為2-5:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，反應(yīng)溫度為25-40℃，交聯(lián)時間為0-30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，水凝膠固含量為5-15％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠制備方法，其特征在于，所述步驟3中，八臂peg交聯(lián)劑的制備方法包括以下步驟：

7.具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠，其特征在于，由權(quán)利要求1-6中任一項所述方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠及其制備方法。本發(fā)明的制備方法具體為：將殼聚糖使用4?炔戊酸改性制備了炔基化殼聚糖(CC?CS)，并利用殼聚糖的還原作用和炔基銀反應(yīng)將硝酸銀還原為銀納米粒子(AgNPs)和炔基銀(C≡CAg)得到負載銀的殼聚糖(Ag?CS)。通過Ag?CS和交聯(lián)劑POSS?PEG?CHO的Schiff堿反應(yīng)，制備了一種具有強效抗菌和延緩銀釋放功能的殼聚糖水凝膠。本發(fā)明提供的殼聚糖水凝膠具有孔洞結(jié)構(gòu)均一、銀緩釋和強效抗菌等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：周建良,盧翠芬,何穎杰,余衛(wèi)東,王霜
受保護的技術(shù)使用者：武漢大學中南醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6