一种生物基水凝胶伤口敷料及其制备方法

本发明涉及生物医药，具体为一种生物基水凝胶伤口敷料及其制备方法。

背景技术：

1、在正常伤口愈合期间，受伤组织经历四个典型的再生阶段，包括止血、炎症、组织形成和重塑。在慢性伤口的情况下，该过程被破坏，呈现出多种病理特征，包括皮肤细胞代谢降低、血管网络受损、细胞外微环境(ecm)受损和持续性炎症，其破坏正常伤口愈合所必需的信号通路及细胞因子。然而，现有的被动和保护性伤口敷料的治疗效果较差，并且不能主动响应伤口微环境的变化，目前仍存在如下问题：

2、透气性不足：有些传统的敷料可能不具备良好的透气性，导致伤口区域缺乏足够的氧气供应。透气性不足可能影响伤口愈合的速度。

3、吸湿性不佳：敷料应该具有良好的吸湿性，以便有效吸收伤口渗出物。某些敷料在这方面可能表现不佳，导致伤口周围湿润度不足或过多。

4、缺乏生物相容性：有些敷料可能引起过敏反应或不适感，生物相容性是一个关键的考虑因素。

5、难以调整：一些敷料可能难以调整，特别是在复杂的身体部位或特殊形状的伤口上。这可能导致敷料不紧密贴合，影响治疗效果。

6、费用高昂：高科技或特殊用途的敷料可能价格昂贵，这可能对一些患者或医疗系统造成经济负担。

7、感染风险：一些敷料在使用过程中可能无法有效防止细菌感染，增加了伤口治疗过程中的感染风险。

8、水凝胶的三维网络结构赋予水凝胶优越的吸附和释放性能。一方面，除了吸收过量水分子外，它还会在水凝胶的溶胀过程中吸附水中的某些杂质。同时，不溶性亲水结构显示出吸收伤口渗出物的显著潜力，并允许氧气扩散以加速愈合。此外，水凝胶的多孔结构使它们对大多数小分子活性物质具有很好的控制释放能力。因此，水凝胶已成为携带活性物质的非常合适的材料。

9、经检索，发明专利(cn 103394116 a)中公开了一种可促进伤口愈合的水凝胶敷料及其制备方法。该水凝胶敷料由甘油25-35％、透明质酸钠0.1-0.5％、骨架材料5-10％、酒石酸0.1-0.2％、乙二胺四乙酸二钠0.01-0.2％、尼泊金乙酷0.1-0.2％、交联剂0.1-0.4％、填充剂0.5-1.5％、精华成分0.01-0.1％、去离子水60-65％组成。其中骨架材料为聚丙烯酸钠、聚维酮k-30、聚维酮k-90，且需要18-24h的固化时间。各种化学试剂及合成高分子的加入，不利于人体健康。

10、综上所述，现有技术存在的问题是：传统伤口敷料缺乏活性物质，不利于伤口快速愈合，且更换时易造成二次伤害；而某些水凝胶伤口敷料制备时引入合成高分子、化学药品等，具有一定的细胞毒性。为此，需要设计相应的技术方案给予解决。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、本发明的目的是基于天然高分子、天然纳米材料以及天然小分子活性物质，提供一种生物基水凝胶伤口敷料，以解决现有技术中的上述不足之处。针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物基水凝胶伤口敷料及其制备方法，解决了传统敷料更换时与伤口表面粘连，造成疼痛和损伤，且缺乏生物活性成分，不利于伤口快速愈合，以及某些伤口敷料具有一定的细胞毒性、不可生物降解等问题。

3、(二)技术方案

4、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物基水凝胶伤口敷料，包括天然高分子、天然纳米材料和天然小分子活性物质，天然高分子、天然纳米材料和天然小分子活性物质通过化学交联、物理吸附、包埋、静电相互吸引、自组装、氢键相互作用、动态键等方式结合在一起，构成生物基水凝胶伤口敷料。

5、优选地，所述天然高分子包括纤维素及其衍生物、壳聚糖及其衍生物、葡聚糖及其衍生物、木葡聚糖及其衍生物、透明质酸及其衍生物、海藻酸钠及其衍生物中的一种或多种。

6、优选地，所述天然纳米材料包括纤维素纳米晶、几丁质纳米晶、纤维素纳米纤维、纳米磷灰石、硅藻土纳米颗粒、矽酸盐纳米颗粒、细菌纤维素、胶原蛋白纤维及其修饰后的纳米衍生材料中的一种或多种。

7、优选地，所述天然小分子活性物质包括生物碱、单萜、倍半萜、二萜、三萜、酚酸、黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮、花色素、原花青素、儿茶素、查耳酮、激素、抗生素中的一种或多种。

8、优选地，所述天然高分子、天然纳米材料、天然小分子活性物质具有包括：抗菌、消炎、抗氧化、抗病毒、抗真菌、镇痛、激素调节、免疫调节、降血糖、渗透透气性、粘附性、柔韧性、促进伤口愈合和组织再生等功能中的一种或多种。

9、一种生物基水凝胶伤口敷料的制备方法，包括如下步骤：

10、s1、选择合适的天然高分子、天然纳米材料、天然小分子活性物质，必要情况下对其进行修饰，使其具有相应的化学官能团或者生物活性；

11、s2、通过化学交联、物理吸附、包埋、静电相互吸引、自组装、氢键相互作用、动态键等方式结合在一起，构成生物基水凝胶伤口敷料。

12、优选地，方法包括：超声法、静置、温度调节、光照、透析、ph调节、离子浓度调节、外加电场、磁场、施加机械剪切等中的一种或多种。

13、(三)有益效果

14、与现有技术相比，本发明的有益效果：

15、具有良好的生物相容性、生物降解性。克服了现有技术中某些伤口敷料中水凝胶仅为药物载体、具有细胞毒性的技术瓶颈。

16、本发明选用的均为生物基材料，原料主要来自植物和海洋生物，价格低廉同时能够在自然环境中分解，减少对环境的负担，这符合绿色发展中对环境影响的要求。作为生物可降解的材料，对绿色可持续发展具有重要影响。通过推动其研究、开发和广泛应用，可以促进可持续生产和消费，减少对环境的不良影响。

17、同时，作为伤口敷料基础的生物基水凝胶本身也具有活性，对伤口愈合具有促进作用。天然高分子在生物体内能够被识别和与其他生物分子发生相互作用；具有抗菌作用，可以抑制细菌、真菌或病毒的生长和繁殖，有助于预防或治疗感染性疾病；具有抗肿瘤活性，能够抑制肿瘤细胞的增殖、诱导凋亡或阻断肿瘤血管生成，具有潜在的抗癌治疗作用。经过适当改良，比如加入降血糖活性成分，可以在促进慢性伤口(如：糖尿病伤口)愈合方面发挥重要作用。

18、总之，本发明中的水凝胶伤口敷料由天然材料构成，操作简单，反应条件温和，具有优秀的生物相容性、较好的粘附力、抗氧化、消炎及抗菌能力，能够吸收伤口渗出液，保持伤口处于湿润环境，可以促进伤口快速愈合，市场前景十分广阔。

技术特征：

1.一种生物基水凝胶伤口敷料，包括天然高分子、天然纳米材料和天然小分子活性物质，其特征在于，天然高分子、天然纳米材料和天然小分子活性物质通过化学交联、物理吸附、包埋、静电相互吸引、自组装、氢键相互作用、动态键等方式结合在一起，构成生物基水凝胶伤口敷料。

2.根据权利要求1所述的一种生物基水凝胶伤口敷料，其特征在于，所述天然高分子包括纤维素及其衍生物、壳聚糖及其衍生物、葡聚糖及其衍生物、木葡聚糖及其衍生物、透明质酸及其衍生物、海藻酸钠及其衍生物中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种生物基水凝胶伤口敷料，其特征在于，所述天然纳米材料包括纤维素纳米晶、几丁质纳米晶、纤维素纳米纤维、纳米磷灰石、硅藻土纳米颗粒、矽酸盐纳米颗粒、细菌纤维素、胶原蛋白纤维及其修饰后的纳米衍生材料中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种生物基水凝胶伤口敷料，其特征在于，所述天然小分子活性物质包括生物碱、单萜、倍半萜、二萜、三萜、酚酸、黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮、花色素、原花青素、儿茶素、查耳酮、激素、抗生素中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4所述的一种生物基水凝胶伤口敷料，其特征在于，其天然高分子、天然纳米材料、天然小分子活性物质具有包括：抗菌、消炎、抗氧化、抗病毒、抗真菌、镇痛、激素调节、免疫调节、降血糖、渗透透气性、粘附性、柔韧性、促进伤口愈合和组织再生等功能中的一种或多种。

6.一种生物基水凝胶伤口敷料的制备方法，包括权利要求1-5任意一项所述的伤口敷料，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种生物基水凝胶伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：超声法、静置、温度调节、光照、透析、ph调节、离子浓度调节、外加电场、磁场、施加机械剪切等中的一种或多种。

技术总结本发明涉及生物医药技术领域，公开了一种生物基水凝胶伤口敷料及其制备方法。本发明首先选择合适的天然高分子，必要情况下对其进行修饰，使之含有相应的官能团。为进一步提升水凝胶敷料的综合性能，例如抗菌、抗氧化、消炎等，向其中引入天然纳米材料、天然小分子活性物质。各组分之间通过化学交联、物理吸附、包埋、静电相互吸引、自组装、氢键相互作用、动态键等方式结合形成生物基伤口敷料。制备方法操作简单，反应条件温和。具有优秀生物相容性的同时，还具有较好的粘附力、抗氧化、消炎及抗菌等功能，可以促进伤口快速愈合。技术研发人员：王加秀,吴新林,傅文志受保护的技术使用者：安徽大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11