本发明属于生物医药，涉及一种含胶原纤维的水凝胶敷料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、水凝胶敷料是由弹性的聚合水凝胶与合成橡胶和粘性物混合加工而成的敷料，能够防止创伤部位水分和体液的过度散失，并使创面处于湿润但没有积液的环境；能够与伤口粘合形成保护创口的空间，抵御细菌的入侵防止感染，并且更换时易于移除，不损伤新生组织。因其优异的保湿性、柔软性以及与创面良好的粘附性，水凝胶敷料在伤口治疗和管理中被广泛使用。传统水凝胶敷料主要由单一聚合物网络构成，虽然具有一定的保湿和创面保护功能，但在力学性能、生物相容性以及促进伤口愈合方面存在局限。
2、胶原基材料是以胶原为基质的一类新型材料，可为脊椎动物的细胞附着提供主要支持功能，并通过与细胞的相互作用调节细胞迁移、增殖和存活，同时也能改善水凝胶的力学性能。基于此胶原基水凝胶已被广泛应用于皮肤或深部组织缺损、各种急慢性伤口修复领域。但纯胶原蛋白或明胶基水凝胶材料材料还存在强度较低、不具有抗菌性能等缺陷，限制了其更广范围的应用。
3、因此，提供一种不仅具有较好的生物相容性和促进愈合性能，还具有较优的力学性能以及抗菌性能的水凝胶敷料具有重要意义。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种含胶原纤维的水凝胶敷料及其制备方法与应用。本发明以改性高层级胶原聚集体、氧化海藻酸钠、庆大霉素和、光引发剂和去离子水为原料制备得到一种含胶原纤维的水凝胶敷料，该水凝胶敷料具有良好的机械强度、低免疫原性和可降解性，能够调节皮肤炎症因子，促进创面处的胶原沉积和血管生成，进而促进伤口愈合。
2、为实现本发明的技术目的，一方面，本发明提供一种含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法，具体包括以下步骤：
3、步骤1：将高层级胶原聚集体溶解在磷酸盐缓冲液中，搅拌1～2h，在避光条件下加入甲基丙烯酸酐，避光搅拌1～3h，再次加入磷酸盐缓冲液，搅拌1～3h，避光去离子水透析5～7天，每日更换3～5次去离子水，冻干后得到甲基丙烯酸酐改性高层级胶原聚集体；
4、步骤2：将海藻酸钠溶解在去离子水中，加入高碘酸钠，避光搅拌6～8h，加入乙二醇终止反应，纯水透析5～7天，每日更换3～5次纯水，冻干后得到氧化海藻酸钠；
5、步骤3：将海藻酸钠配置成2～5wt％的海藻酸钠水溶液，将海藻酸钠水溶液、甲基丙烯酸酐改性高层级胶原聚集体、氧化海藻酸钠分散在去离子水中，再加入庆大霉素和光引发剂，混合均匀，得到前驱体溶液；
6、步骤4：将前驱体溶液置于100w超声波清洗机中消泡处理30min后缓慢加入到聚四氟乙烯模具中，避免出现气泡，自然晾晒1～2h后置于3～7wt％氯化钙溶液中浸泡，同时给予18～36w紫外线灯照射，浸泡和紫外线灯照射时间为60～90min，取出得到含胶原纤维的互穿聚合物网络水凝胶。
7、进一步地，本发明提供的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法中，以质量份计，前驱体溶液包括海藻酸钠水溶液2质量份、甲基丙烯酸酐改性高层级胶原聚集体0.2～0.4质量份、氧化海藻酸钠0.2～0.4质量份、庆大霉素0.01～0.05质量份、去离子水7.2～7.6质量份；光引发剂的加入量为甲基丙烯酸酐改性高层级胶原聚集体加入质量的0.5～1.5％。
8、进一步地，本发明提供的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法中，高层级胶原聚集体与磷酸盐缓冲液的质量比为5～10:100；高层级胶原聚集体的加入量与甲基丙烯酸酐加入量的质量比为1:1。乙二醇的加入体积与海藻酸钠的加入质量比值为2:1；海藻酸钠的加入量与高碘酸钠加入量的质量比为1:1。
9、进一步地，本发明提供的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法中，光引发剂选自irgacure 2959、伊红y二钠盐、lap(磷酸锂-2,4,6-三甲基苯甲酰基，lithium 2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate)，tp o(二苯基氧化磷酰基-2,4,6-三甲基苯甲酰2,4,6-trimethylbenzoyldiph enylphosphine oxide)、tpo-l(磷酸-2,4,6-三甲基苯甲酰基乙酸乙酯，2,4,6-trimethylbenzoylphosphinic acid ethyl ester)、907(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮，2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2
10、-morpholinopropan-1-one)、itx中的任意一种。
11、另一方面，本发明请求保护一种含胶原纤维的水凝胶敷料，由上述含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法制备得到。
12、还有，本发明请求保护上述含胶原纤维的水凝胶敷料在创伤修复材料中的应用。所述含胶原纤维的水凝胶敷料促进胶原沉积和血管生成；所述含胶原纤维的水凝胶敷料抑制致病微生物的生长，所述致病微生物包括大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。
13、进一步地，本发明的水凝胶敷料与l929细胞共培养后依然可以观察到大量绿色荧光信号，具有良好的生物相容性和安全性，并且还对l929细胞有一定的粗增值作用，表明其在创伤修复方面有良好的应用潜力。本发明含胶原纤维的互穿聚合物网络水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到了96.87％～97.78％和96.89％～98.40％，并且经过本发明含胶原纤维的互穿聚合物网络水凝胶处理后的感染伤口tnf-α表达水平较低，而il-10表达水较高，表明其具有良好的抗菌的性能。本发明制备的水凝胶敷料在创面愈合过程中能够有效降低炎症反应、促进血管生成、加速胶原沉积，对伤口愈合具有良好的促进效果。
14、与现有技术相比，本发明提供的技术方案至少具备下述的有益效果或优点：
15、(1)本发明含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法操作简单，便于规模化生产和临床应用，有助于降低成本，提高敷料的可获得性。本发明通过互穿聚合物网络(ipn)技术，采用共价交联、光交联以及离子交联的协同作用，将甲基丙烯酸酐改性高层级胶原聚集体与海藻酸钠结合，形成稳定的三维网络结构，增强了水凝胶的结构完整性和稳定性，同时保持了材料的柔软性和顺应性，显著提高了水凝胶敷料的力学强度和稳定性，使其能更好地适应动态的创面环境。本发明的含胶原纤维的互穿聚合物网络水凝胶具有较优的机械拉伸强度，其机械拉伸强度为81.359～83.726kpa，相比于含明胶和胶原蛋白的互穿聚合物网络水凝胶机械拉伸强度分别为65.128kpa、48.282kpa更高。
16、(2)本发明制备的水凝胶敷料对生物组织表现出较低的刺激性和更好的兼容性，有利于创面细胞的生长和修复。本发明通过cck-8法测定生物相容性后发现，本发明的水凝胶敷料与l929细胞共培养后依然可以观察到大量绿色荧光信号，具有良好的生物相容性和安全性，并且还对l929细胞有一定的粗增值作用，表明其在创伤修复方面有良好的应用潜力。本发明制备的水凝胶敷料能够有效抑制致病微生物的生长，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有良好抗菌性能，有效预防和治疗感染，减少伤口并发症。通过体外抗菌试验发现，本发明含胶原纤维的互穿聚合物网络水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到了96.87％～97.78％和96.89％～98.40％。通过体内抗菌试验发现，本发明含胶原纤维的互穿聚合物网络水凝胶处理后的伤口渗出液培养后只观察到少量的菌落，具有良好的抗菌性能，能有效去除伤口处的感染性病原体。
17、(3)本发明制备的水凝胶敷料能有效促进创面愈合和血管再生，加速伤口的修复过程，对创面愈合具有促进作用。本发明制备的水凝胶敷料在创面愈合过程中能够有效降低炎症反应、促进血管生成、加速胶原沉积，处理后的感染伤口tnf-α表达水平较低，而il-10表达水较高，表明其具有良好的抗菌的性能，对伤口愈合具有良好的促进效果。
1.一种含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括：将前驱体溶液经过钙离子交联和紫外线照射，制得所述含胶原纤维的水凝胶敷料；
2.根据权利要求1所述的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，将高层级胶原聚集体溶解于磷酸盐缓冲液搅拌1～2h，在避光条件下加入甲基丙烯酸酐搅拌1～3h，加入磷酸盐缓冲液搅拌1～3h，随后透析5～7天，冻干后得到所述甲基丙烯酸酐改性高层级胶原聚集体；
3.根据权利要求2所述的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述高层级胶原聚集体与磷酸盐缓冲液的质量比为5～10:100；
4.根据权利要求1所述的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，将海藻酸钠溶于水得到海藻酸钠溶液，加入高碘酸钠，避光搅拌6～8h后加入乙二醇终止反应，透析5～7天，冻干后得到所述氧化海藻酸钠。
5.根据权利要求4所述的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述乙二醇的加入体积与所述海藻酸钠的加入质量比值为2:1；
6.根据权利要求1所述的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述光引发剂选自irgacure 2959、伊红y二钠盐、la p，tpo、tpo-l、907、itx中的任意一种；
7.一种含胶原纤维的水凝胶敷料，其特征在于，由权利要求1～6任一项所述的含胶原纤维的水凝胶敷料的制备方法制备得到。
8.权利要求7所述的含胶原纤维的水凝胶敷料在创伤修复材料中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述含胶原纤维的水凝胶敷料促进胶原沉积和血管生成。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述含胶原纤维的水凝胶敷料抑制致病微生物的生长，所述致病微生物包括大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。
