敷料及其组合物、制备方法、在创伤修复材料中的应用

本发明具体涉及一种敷料及其组合物、制备方法、在创伤修复材料中的应用。

背景技术：

1、慢性创面是当今创伤修复领域所面临的重难点之一，过低的愈合速率不仅会造成多种严重的并发症，甚至会导致患者死亡。糖尿病创面即是比较典型的慢性创面。由于生理环境的紊乱，糖尿病创面愈合速率极低，甚至不会完全愈合。典型的糖尿病创面愈合期大概为12-13个月，且有60-70％的概率会复发。由于愈合效率低，糖尿病患者截肢率也是居高不下，不仅导致患者生活不便，还会带来一大笔医疗支出。在过去的几十年里，科研人员已经开发出了数种针对糖尿病创面的敷料，材质包括胶体、泡沫、纤维、仿生皮肤等。其中，水凝胶由于具备良好的生物相容性、自适应能力、易修饰等特点，是当前公认的一种适用于创伤修复的材料。当前水凝胶敷料的关注点主要集中在创面保护与微环境调控，具体包括吸收组织渗出液、抑制炎症、调控氧化应激及阻断病原体入侵等。

2、尽管上述凝胶敷料实现了对创面愈合的促进，但都忽略了敷料更换带来二次创伤的问题。当前普遍使用的敷料更换方式仍以清创术为主，即通过手术的方式清除创口内的敷料并填充新的敷料，其存在操作复杂、耗时长、过程痛苦等问题，有研究报道，62％的患者描述清创术是一种极为痛苦的手术，术后疼痛时间甚至长达2h，并造成极大的精神压力、焦虑、抑郁等连带问题。并且，清创术会对包括上皮组织、新生血管组织在内的多种组织造成二次损伤，减缓创面愈合进程。由此可见，敷料更换是创面愈合过程中至关重要的一部分，尤其对于需要反复更换敷料长达数月的慢性创面而言更为关键。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于克服了现有技术中敷料更换的清创术对创面组织造成二次损伤、减缓创面愈合进程，并且给病人带来较大的痛苦和精神压力，操作复杂、耗时长的缺陷，提供了一种敷料及其组合物、制备方法、在创伤修复材料中的应用。本发明可实现光控施加和更换敷料，避免了清创术带来的创面组织二次损伤、促进创面愈合；减少病人生理和心理负担、改善病人体验，操作简单、耗时短；同时，组分简单、成本低、便于临床的转化应用；光固化凝胶速度快，降解速度快，便于敷料的施加和更换；创面适应性好，创面的贴合性更好，更有利于创面愈合；凝胶敷料的粘附性好，不易脱落；溶胀性能适中，既能吸收组织渗出液，又不容易掉落；生物安全性好。

2、现有技术虽然已有利用光控固化透明质酸敷料的技术，但很少有人将光控技术用于敷料的降解中，原因在于：其一，用于光控降解的光剪切分子的水溶性都很差，即便是水溶性相对好的光剪切分子，也很难引入到纯水相的水凝胶体系中；其二，材料设计中，光固化和光降解一般只会择其一，因为光固化和光控降解涉及不同的功能基团，多种功能的叠加通常会使体系变得十分复杂，临床转化难度很大。本发明创造性地采用双键化透明质酸、光剪切分子和光引发剂的简单组分的敷料，使光剪切分子以共价键的形式键接到透明质酸中从而解决了其水溶性问题；同时，以简单的组分配方实现了敷料促愈合、原位光固化、原位光降解的效果。

3、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

4、本发明提供了一种敷料组合物，其包括双键化透明质酸、光剪切分子和光引发剂；所述光剪切分子含有至少两个碳碳双键，所述光剪切分子的断裂位点位于两个所述碳碳双键之间，所述光剪切分子和所述光引发剂的响应波长不同。

5、本发明中，本领域技术人员常规可以理解，所述双键化透明质酸为经含碳碳双键的基团修饰的透明质酸的衍生物。

6、其中，所述透明质酸为本领域的常规术语，一般指的是由d-葡萄糖醛酸和n-乙酰葡糖胺基本结构组成的糖胺聚糖或其盐，例如透明质酸钠。

7、所述由d-葡萄糖醛酸和n-乙酰葡糖胺基本结构组成的糖胺聚糖的结构一般如下所示：

8、

9、其中，n为重复单元的总数。

10、其中，所述透明质酸的修饰位点可为本领域常规，一般为d-葡萄糖醛酸中的-cooh和/或n-乙酰葡糖胺结构中-ch2oh中的-oh，较佳地为n-乙酰葡糖胺结构中-ch2oh中的-oh。

11、其中，所述双键化透明质酸的双键修饰率较佳地为2.4～86％，更佳地为 15～30％，进一步更佳地为20％，其中所述双键修饰率指的经双键修饰的重复单元数m占重复单元的总数n的百分比。

12、所述双键化透明质酸的双键修饰率影响敷料固化后的硬度，双键修饰率越高，敷料固化后凝胶的硬度越大。本发明上述优选的双键修饰率能使敷料达到较好的降解效果，双键修饰率过低，降解效果不明显，过高则可能过度降解成为液体，同样难以清除。

13、其中，所述含碳碳双键的基团可为本领域常规，较佳地为2-甲基丙烯酸基和/或丙烯酸基，更佳地为2-甲基丙烯酸基。

14、本发明中，所述双键化透明质酸的制备方法可为本领域常规，一般地，将透明质酸和双键修饰剂反应、在所述透明质酸酸接枝上所述含碳碳双键的基团，即可。

15、所述双键化透明质酸的制备方法中，所述透明质酸可为本领域常规，较佳地为透明质酸钠。

16、所述双键化透明质酸的制备方法中，所述反应的ph可为本领域常规，较佳地为7～9，更佳地为7.5～8.5。

17、所述ph可采用本领域常规的方法实现，一般地可通过添加碱性物质实现。所述碱性物质可为本领域常规，较佳地为naoh，更佳地为1mol/l的 naoh溶液。

18、所述双键化透明质酸的制备方法中，所述反应的温度可为本领域常规，较佳地为0～4℃。

19、所述双键化透明质酸的制备方法中，较佳地，所述反应在搅拌中进行。

20、所述双键化透明质酸的制备方法中，所述反应的时间可为本领域常规，较佳地为15～19h。

21、所述双键化透明质酸的制备方法中，所述反应较佳地先在ph为7.5～8.5 下进行3h，再在ph为7.5下进行12～16h。

22、所述双键化透明质酸的制备方法中，较佳地，所述反应后所得粗产物还进行除杂，以除去其中剩余的反应物和ph调节过程中产生的盐。

23、所述除杂可采用本领域常规的方法进行，较佳地在水中透析3～10天，更佳地为7天。

24、本发明中，所述双键化透明质酸的相对分子量较佳地为8000-15000。

25、本发明的某些较佳实施方案中，所述双键化透明质酸的结构如下所示：

26、

27、其中，m为经双键修饰的重复单元数，n为重复单元总数，n-m为未经双键修饰的重复单元数。

28、本发明中，本领域技术人员常规可以理解，所述光剪切分子为光照下能从所述断裂位点断开的化合物，一般地可为香豆素衍生物、水杨醇衍生物、邻硝基苯基衍生物和邻硝基苄基衍生物中的一种或多种，较佳地为邻硝基苯基衍生物和/或邻硝基苄基衍生物。

29、本领域技术人员常规可以理解，所述光引发剂在光照下能产生自由基，从而引发所述双键化透明质酸中的碳碳双键和所述光剪切分子中的碳碳双键发生自由基聚合反应，形成凝胶。更换敷料时，所述光剪切分子在特定波长光照下从断裂位点断裂开，从而使交联在一起形成的凝胶分子断裂，降解成为趋于凝胶态与液态之间的准液体，也可进一步降解可成为全液态。发明人发现，凝胶降解为趋于凝胶态与液态之间的准液体时更容易清除，用水冲洗即可实现完全清除。

30、为更好地理解本发明，申请人将双键化透明质酸和光剪切分子的光固化和光降解过程描述如下式所示：

31、

32、，其中，代表所述双键化透明质酸，代表所述光剪切分子。

33、本发明中，所述光剪切分子与所述双键化透明质酸中碳碳双键的摩尔比较佳地≥0.25:1，更佳地为(0.4～1):1，进一步更佳地为0.6:1。

34、发明人研究发现，上述光剪切分子与双键化透明质酸中碳碳双键的摩尔比能使凝胶有更好的降解效果，达到便于清除的目的。

35、本发明中，所述光剪切分子较佳地含有两个所述碳碳双键。

36、本发明中，所述碳碳双键较佳地位于所述光剪切分子主链的端位。

37、本发明中，本领域技术人员常规可以理解，所述光剪切分子的断裂位点一般只有一个。

38、本发明中，本领域技术人员常规可以理解，所述光剪切分子中，所述断裂位点位于两个所述碳碳双键之间指的是所述光剪切分子在光照后由所述断裂位点断开形成两个片段，两个所述碳碳双键分别位于两个片段上，从而使得光剪切分子和双键化透明质酸交联后形成的大分子凝胶降解为小分子。

39、本发明的某些较佳实施方案中，所述光剪切分子较佳地为o-nb，cl-1a、 cl-2a、cl-3a和cl-4b中的一种或多种，更佳地为o-nb；其中o-nb， cl-1a、cl-2a、cl-3a和cl-4b的结构式分别如下图所示：

40、

41、

42、本发明中，所述光引发剂可为本领域常规的能在光照下产生自由基的化合物，一般地可为苯偶姻及其衍生物、苯酰胺类化合物、烷基苯酮类化合物、酰基磷氧化物、二苯甲酮类化合物和硫杂蒽酮类化合物中的一种或多种，较佳地为水溶性引发剂，例如2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮 (i2959)、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐(lap)、曙红y(eosin y)、 1,4-二(4-(n，n-二(6-(n，n，n-三甲基铵)己基)氨基)-苯乙烯基) -2,5-二甲氧基苯四水合物(wspi)和p2ck中的一种或多种，更佳地为eosin y，其中p2ck的化学式如下所示：

43、

44、本发明中，较佳地，所述光引发剂的响应波长λ1>400nm，更佳地λ1>500 nm，其中，所述响应波长指的是在光照下能产生自由基的光照波长。

45、本发明某些较佳实施方案中，所述光引发剂的响应波长为500～780nm，即在可见光的照射下即可产生自由基。

46、本发明中，较佳地，所述光剪切分子的响应波长λ2＜400nm，更佳地λ2为100～380nm，例如254nm。

47、上述λ2为100～380nm时，所述光剪切分子在紫外光照射下从所述断裂位点断裂。

48、上述光引发剂和光剪切分子的响应波长可以让固化和降解过程实现正交光控，即在操作过程中，两种波长的光控为正交操作，不会影响彼此的响应。

49、本发明中，较佳地，所述敷料组合物还包括催化剂，所述催化剂为三乙醇胺和n-乙烯基吡咯烷酮。

50、发明人发现，所述光引发剂对氧气非常敏感，在有氧环境下引发自由基反应的效率会大幅降低，所以上述敷料组合物在液体下施加到创口上后因为接触空气，光引发剂引发反应的效率降低，敷料凝胶固化的速率很慢，临床使用时往往以凝胶或半凝胶态施加到创口上，影响敷料与创面的贴合性，进而影响创面的愈合效果。本发明通过添加上述催化剂能催化光引发自由基反应，将引发反应效率提升一个等级，即便光引发剂接触氧气后效率降低，也能实现液体敷料的快速固化，因此能够以液态形式施加敷料，使得敷料能与创面的贴合性更好，更好地促进创面的愈合。

51、本发明中，本领域技术人员常规可以理解，所述敷料组合物还包括溶剂。

52、其中，所述溶剂可为本领域常规的能溶解所述敷料组合物的各组分的溶剂，较佳地为磷酸盐缓冲液(pbs)。

53、本领域技术人员常规可以理解，所述pbs是生物化学研究中常规使用的一种缓冲液，一般包括na2hpo4、kh2po4、nacl和kcl。所述pbs一般作为溶剂，起溶解保护试剂的作用。

54、其中，所述溶剂的ph较佳地为7～8，更佳地为7.4。

55、其中，所述敷料组合物包括所述溶剂时，所述双键化透明质酸的浓度可为本领域常规，较佳地为3～10％，更佳地为7％，其中百分比为所述双键化透明质酸与所述敷料组合物的质量百分比。

56、其中，所述敷料组合物包括所述溶剂时，所述光引发剂在所述敷料组合物中的摩尔浓度可为本领域常规，较佳地为不高于0.05mmol/l，更佳地为 0.001～0.05mmol/l，进一步更佳地为0.005～0.02mmol/l，例如0.01mmol/l。

57、上述光引发剂的含量既能引发碳碳双键的自由基聚合反应，也能很好地确保敷料不会对细胞活性造成影响。

58、本发明中，所述敷料组合物包括所述催化剂和所述溶剂时，较佳地，所述三乙醇胺的摩尔浓度为4～8mmol/l，所述n-乙烯基吡咯烷酮的摩尔浓密度为30～45nmol/l；更佳地，所述三乙醇胺的摩尔浓度为6.71mmol/l，所述n-乙烯基吡咯烷酮的摩尔浓密度为37.5nmol/l。

59、本发明的某些较佳实施方案中，所述敷料组合物包括4～8mmol/l的三乙醇胺和10～50nmol/l的n-乙烯基吡咯烷酮；更佳地，所述敷料组合物包括6.71mmol/l的三乙醇胺和37.5nmol/l的n-乙烯基吡咯烷酮。

60、本发明的某些较佳实施方案中，所述敷料组合物包括所述双键化透明质酸、所述光剪切分子、所述光引发剂、所述催化剂和所述溶剂；更佳地，所述敷料组合物包括所述双键化透明质酸、所述光剪切分子o-nb、所述光引发剂eosin y、三乙醇胺、n-乙烯基吡咯烷酮和所述pbs；进一步更佳地，所述敷料组合物包括7wt％的双键修饰率为20％的双键化透明质酸、o-nb、 0.01mmol/l的eosin y、6.71mmol/l的三乙醇胺、37.5nmol/l的n-乙烯基吡咯烷酮和所述pbs，其中所述o-nb与所述双键化透明质酸中碳碳双键的摩尔比为0.6。

61、本发明还提供了一种上述光剪切分子在敷料中的应用。

62、本发明还提供了一种敷料，其包括如上所述的敷料的组合物和基材。

63、其中，所述基材为敷料领域常规使用的基材。

64、本发明还提供了一种上述敷料的制备方法，其包括如下步骤：将如上所述的敷料组合物的各组分混合，施加到所述基材上即可。

65、其中，较佳地，所述混合后还包括分散步骤。

66、所述分散可采用本领域常规方法进行，一般为搅拌。

67、本发明还提供了一种如上所述的敷料组合物或敷料在制备创伤修复材料中的应用。

68、本发明中，所述创伤修复材料可为适用于糖尿病患者的创伤修复材料。

69、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

70、本发明所用试剂和原料均市售可得。

71、本发明的积极进步效果在于：本发明通过简单的组分即实现了敷料的促愈合、原位光固化和原位光降解，避免了更换过程中因清创术带来的创面组织的二次损伤，大幅加快了创面的愈合进程，尤其适用于糖尿病等慢性创面的愈合；组分简单、成本低、便于临床的转化应用；光固化凝胶速度快，10 w可见光照射，最短30s可成胶；降解速度快，20mj/cm2的紫外光照射4min 即可降解；创面适应性好，创面的贴合性更好，更有利于创面愈合；凝胶敷料的粘附性好，不易脱落；溶胀性能适中，既能吸收组织渗出液，又不容易掉落；生物安全性好。