CN113061265A - 一种多糖类水凝胶，其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及一种多糖类水凝胶，其制备方法及其应用。本发明的多糖类水凝胶由含有羧甲基壳聚糖和白芨多糖的混合溶液经1,4‑丁二醇缩水甘油醚交联而成。本发明的多糖类水凝胶具有良好的力学性能及抗菌性能，且无细胞毒性；且制备方法操作简单，反应条件温和，材料来源广泛，可作为促进皮肤伤口愈合的敷料。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及一种多糖类水凝胶，其制备方法及其应用。
背景技术
皮肤作为人体第一道免疫防线，起到保护人体组织器官免受外界机械性和化学性刺激和病毒、细菌入侵的作用。皮肤受伤后，伤口愈合是涉及活体组织修复损伤，恢复其解剖完整性以及受伤部位功能的一种生理过程。皮肤创伤修复过程分为四个阶段：止血期、炎症反应期、肉芽组织增生期、再上皮化和组织重塑期。敷料作为创面覆盖物，可以起到暂时保护伤口，一定程度上防止感染，为创面愈合提供有益的微环境，促进伤口愈合的作用。
传统的敷料如纱布、棉垫等虽然有良好的吸水性，制作简单、价格便宜并且被广泛使用，但是在愈合过程中，创伤表面形成的肉芽组织容易与敷料粘连在一起，导致换药的时候对伤口产生二次创伤。目前最理想的创伤敷料就是移植皮肤，但是皮肤来源受限、保存条件高、易感染病原微生物、价格昂贵制约了其发展。由透明聚氨酯薄膜组成的薄膜敷料透气性好，不会渗透液体和微生物，但是其吸水性较差，只适用于干燥的浅表伤口而不适用于渗出液较多的伤口。
近些年来，水凝胶敷料已引起广泛关注，它的优点是含水量高，可保持创面处在湿润环境，便于肉芽的生长，保湿性、韧性和强度较好，能紧密贴敷在不规则的创伤伤口表面，减少细菌的入侵，能大量吸收渗出液，缩短更换敷料的次数，减轻患者的疼痛。
已有报道的水凝胶敷料在制备的过程中引入小分子醛类的交联剂，如甲醛、戊二醛等。醛类交联剂会产生较严重的细胞毒性，从而严重影响伤口的愈合。因此，开发一种更为安全的水凝胶敷料尤为重要。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的首要发明目的在于提供一种多糖类水凝胶。
本发明的第二发明目的在于提供该多糖类水凝胶的制备方法。
本发明的首第三发明目的在于提供该多糖类水凝胶的应用。
为了完成本发明的发明目的，采用的技术方案为：
本发明提出一种多糖类水凝胶，所述多糖类水凝胶由含有羧甲基壳聚糖和白芨多糖的混合溶液经1,4-丁二醇缩水甘油醚交联而成。
可选的，所述混合溶液中，羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为1.5～4.5％，优选为2～4％，最优选为3％。
可选的，所述混合溶液中，白芨多糖的质量百分比浓度为1～3％，优选为1.5～2.5％，最优选为2％。
可选的，羧甲基壳聚糖和白芨多糖的质量比为2～4：2，优选为3：2。
可选的，所述混合溶液中，1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度为0.1～0.5％，优选为0.25％。
可选的，所述白芨多糖的分子量为400～500，所述羧甲基壳聚糖的分子量为10万～20万。
可选的，所述多糖类水凝胶在20～30℃条件下具有流动性，优选的，所述多糖类水凝胶在20～30℃条件下的粘度为10mPa.s～80mpa.s。
本发明还涉及该多糖类水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别制备得到羧甲基壳聚糖水溶液和白芨多糖水溶液；
S2、将所述羧甲基壳聚糖水溶液和所述白芨多糖水溶液按1：1的体积充分混合均匀，得到混合溶液；
S3、加入1,4-丁二醇缩水甘油醚，45～53℃加热15～30min得到所述多糖类水凝胶，优选为50℃加热20min。
本发明还涉及多糖类水凝胶在制备用于皮肤伤口的敷料中的应用。
可选的，所述敷料为促进皮肤伤口修复的敷料。
本发明至少具有以下有益的效果：
本发明的多糖类水凝胶具有良好的力学性能及抗菌性能，且无细胞毒性。本发明的多糖类水凝胶的制备方法操作简单，反应条件温和，材料来源广泛，因而能够作为促进皮肤伤口愈合的敷料。
附图说明
图1为凝胶在电镜下的微观结构；
图2凝胶用于小鼠皮肤损伤模型上形态图；
图3为皮肤伤口愈合图片；
图4为皮肤伤口直径统计折线图；
图5为皮肤伤口组织病理切片HE染色图；
图6为皮肤伤口组织病理切片Masson染色图；
图7为实施例1的水凝胶自动愈合图；
图8为凝胶交联剂MTT实验结果；
图9为凝胶在37℃下凝胶的剪切变稀行为对比实验结果；
图10为吸水量随时间变化的曲线图；
图11为吸水率随时间变化的曲线图；
图12为失水量随时间变化的曲线图；
图13为失水率随时间变化的曲线图；
图14凝胶自愈能力对比试验过程；
图15凝胶自愈能力对比试验结果。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明，这些实施例只是用于说明本发明，本发明不限于以下实施例。凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明实施例涉及一种多糖类水凝胶，由含有羧甲基壳聚糖和白芨多糖的混合溶液经1,4-丁二醇缩水甘油醚交联而成。
白芨是一味传统的中草药，其块茎中多糖含量丰富(约占原药植物的55％～60％)，是主要的药用活性成分。白芨多糖具有抑制肿瘤血管的生成，兼有抗感染、抗氧化和促进凝血、消肿敛疮、祛癖生肌的功效，是一种优良的天然生物黏附剂。白芨多糖的制备方法：(1)粉碎：将白芨块茎进行粉碎，得到白芨粗粉；(2)超声处理：取步骤(1)制得的白芨粗粉加入适量的水后进行超声提取，得超声处理液；(3)酶解处理：对步骤(2)制得的超声处理液中加入纤维素酶进行处理，处理后离心即得白芨多糖提取液；(4)微滤浓缩：对步骤(3)制得的白芨多糖提取液用陶瓷膜过滤器进行切向流过滤，收集需要浓度的微滤截留液，得胶状液体白芨多糖。壳聚糖是自然界中仅次于纤维素的第二大生物大分子，其中壳聚糖凝胶敷料由于具有生物相容性、止血性、抗菌性和促伤口愈合的能力。本发明实施例采用了安全的交联剂——1,4-丁二醇缩水甘油醚替代现有的醛类交联剂，使多糖类水凝胶生物相容性和安全性大大提高。本发明实施例的多糖类水凝胶具有良好的力学性能；有可自愈功能，在凝胶敷料因外力导致断裂时可自行愈合；无细胞毒性，所选择的交联剂较醛类交联剂更为安全。
具体的，在本发明实施例的混合溶液中，羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为1.5～4.5％。如果羧甲基壳聚糖的浓度过高，则流动性较差，无法进行处理；如果浓度过低，则流动性过大导致成胶状态较差，故选为2～4％，最优选为3％。
具体的，在本发明实施例的混合溶液中，白芨多糖的质量百分比浓度为1～3％，优选为1.5～2.5％，最优选为2％。
具体的，在本发明实施例的混合溶液中，羧甲基壳聚糖和白芨多糖的质量比为2～4：2，优选为3：2。
具体的，在本发明实施例的混合溶液中，在本发明实施例的混合溶液中，1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度为0.1～0.5％，优选为0.25％。如果1,4-丁二醇缩水甘油醚的添加量过大，凝胶硬度过大，无法自愈合。如果1,4-丁二醇缩水甘油醚的添加量过小，则凝胶交联程度不足，无法形成凝胶。
具体的，在本发明实施例的白芨多糖的分子量为400～500，羧甲基壳聚糖的分子量为10万～20万。
具体的，本发明实施例的多糖类水凝胶在20～30℃条件下具有流动性，优选的，多糖类水凝胶在20～30℃条件下的粘度为10mPa.s～80mpa.s(cps)。
本发明实施例还涉及该多糖类水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别制备得到羧甲基壳聚糖水溶液和白芨多糖水溶液；
S2、将羧甲基壳聚糖水溶液和白芨多糖水溶液按1:1的体积充分混合均匀，得到混合溶液；
S3、加入1,4-丁二醇缩水甘油醚，45～53℃加热15～30min得到所述医用多糖类水凝胶。
其中，在羧甲基壳聚糖水溶液中，羧甲基壳聚糖质量百分比浓度为3～9％，优选为4～8％，最优选为6％。
具体的，在白芨多糖水溶液中，白芨多糖的质量百分比浓度为2～6％，优选为3～5％，最优选为4％。
优选的，加热条件为50℃加热20min。
本发明实施例的多糖类水凝胶采用化学交联法，利用环氧键与壳聚糖上氨基发生作用，操作简单，反应条件温和，成本低廉，不使用任何有机溶剂，可以有效避免醛类交联剂及其他溶剂引入所造成的细胞毒性等问题。
本发明实施例还涉及该多糖类水凝胶在制备用于皮肤伤口的敷料中的应用。具体的，本发明实施例的敷料为促进皮肤伤口修复的敷料。
本发明实施例的多糖类水凝胶能够应用于促进伤口愈合的敷料制备领域，可以根据不同皮肤伤口的需要制备任意形状的凝胶敷料，从而达到促进伤口愈合的目的。
实施例1
1、将羧甲基壳聚糖溶于去离子水配制成6wt％的羧甲基壳聚糖水溶液，将白芨多糖溶于去离子水制成4wt％的白芨多糖水溶液；
2、将上述两种溶液按照1：1的体积混合均匀，置于5mL EP管中，该空白羧甲基壳聚糖水溶液与混合溶液在室温下均具有流动性。
3、将混合溶液静置后，按比例加入1,4-丁二醇缩水甘油醚，使混合溶液中1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度为0.25％；在50℃温度下加热20min，将EP管反转观察其流动性，发现流动变缓慢，形成多糖类水凝胶。
自愈功能实验：将水凝胶制备成柱状，1min后将切开后的两片拼接在一起，5min后观察自愈现象。结果如图7可知，在凝胶敷料因外力导致断裂时可自行愈合。按照上述技术方案制成水凝胶图a，制成带颜色的水凝胶图b；然后将a和b各自切段，分别去其中一段对齐图c，自愈合结果如图d。
实施例2～5和对比例1～4
按照实施例1的方法制备多糖类水凝胶，区别如表2所示。
制备得到的多糖类水凝胶的物理性状如表3所示。
表3
| 物理性状 | |
| 实施例2 | 呈胶体状，略有流动性 |
| 实施例3 | 呈凝胶状，不具流动性，且颜色较深 |
| 实施例4 | 呈凝胶状，不具流动性，且颜色深于实施例3 |
| 实施例5 | 呈胶体状，具略有流动性，其流动性弱于实施例2 |
| 对比例1 | 呈凝胶状，不具流动性，且颜色较浅 |
| 对比例2 | 呈胶体状，略有流动性 |
| 对比例3 | 呈凝胶状，较硬，且颜色较深 |
| 对比例4 | 呈胶体状，稍有流动性，其流动性差于对比例2 |
实验例1多糖类水凝胶形貌特征实验
将上述实施例1制得的多糖类水凝胶样品置于真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，取出干燥后的多糖类水凝胶样品，在液氮中将样品切开。且将凝胶断面用导电胶固定，进行喷金，之后通过扫描电子显微镜来观察样品截面的微观形貌，如图1所示。
从图1中可以观察到该多糖类水凝胶具有密集的三维网状孔隙结构，说明该结构有利于氧分子、水分子、代谢产物和药物的传输和扩散。这就使得该多糖类水凝胶材料作为促进伤口愈合敷料具有良好的通透性和渗透性。形成该多糖类水凝胶结构的机制可能是羧甲基壳聚糖分子结构中含有的氨基与1,4-丁二醇缩水甘油醚的环氧键发生作用，壳聚糖长链相互缠绕形成三维空间网络结构。该凝胶良好的空间网络结构将白芨多糖包裹于其中，为皮肤伤口修复提供了潜在可能性。
实验例2多糖类水凝胶促进皮肤伤口愈合实验。
选择昆明小鼠为实验动物，背部脱毛，用手术剪剪出直径为0.7cm的圆形切口，为小鼠皮肤损伤模型。将实施例1制备的多糖类水凝胶在模具成做成一定形状，贴在背部圆形伤口处，如图2所示。可以观察到多糖类水凝胶稳定附着在皮肤伤口处。
本发明的多糖类水凝胶组记作CMCS凝胶处理组，同时以商品3M膜敷料作为对照。每天观察小鼠背部伤口恢复情况，在3、7、14天时测量伤口直径，并拍照记录，得到如图3所示，统计伤口直径数据如图4所示。可以明显观察到每天的伤口愈合对比情况，CMCS凝胶处理组在第十天时伤口已基本愈合，而空白对照组和3M膜处理组还未痊愈。可以证明该壳聚糖/白芨多糖多糖类水凝胶确有促进伤口愈合的作用。
分别于第3、7、14天对未处理皮肤、3M膜处理皮肤和CMCS凝胶处理的小鼠的伤口组织进行病理切片HE染色，显微镜下观察得图5。从图5中可以看出，创伤修复3天后，CMCS凝胶处理组已经出现了表皮层的修复，而对照组和3M组未形成表皮层。创伤修复7天后，对照组和3M组表皮开始形成，但很薄，且存在炎性细胞浸润，而CMCS凝胶处理组已有大量毛囊形成。14天后CMCS凝胶处理组新生皮肤组织与正常皮肤大体一致。表明相对于3M膜和空白对照处理，CMCS凝胶具有良好的促进皮肤创伤修复作用。
分别于第3、7、14天对未处理皮肤、3M膜处理皮肤和CMCS凝胶处理的小鼠的伤口组织进行病理切片Masson染色，显微镜下观察得图6。从图6中可以看出，CMCS凝胶处理组真皮中的胶原在3天后开始增殖。7天后，CMCS凝胶处理组表皮明显增厚，毛囊增多，而对照组和3M组毛囊很少，且存在炎性细胞浸润。表明相对于3M膜和空白对照处理，CMCS凝胶具有良好的促进皮肤创伤修复作用。
实验例3凝胶交联剂MTT实验
采用戊二醛、β-甘油磷酸钠制备对比药物：
对比药物1：按照实施例1方法制备凝胶，区别在于采用戊二醛替代1,4-丁二醇缩水甘油醚。
对比药物2：按照实施例1方法制备凝胶，区别在于采用β-甘油磷酸钠替代1,4-丁二醇缩水甘油醚。
采用对比药物1、对比药物2和实施例1的制剂进行MTT实验，具体试验方法为：取对数生长期的HaCaT细胞，PBS洗涤2次，胰蛋白酶消化后收集，1000rpm离心5min，吸除上清液，加入适量培养基使其成为单细胞悬液；用血球计数板进行计数，调节细胞密度5×104/mL，100μL/孔接种于96孔板中，设置不同组别，每组设置3重复，37℃、5％CO2恒温培养，待细胞贴壁后，加入对应药物。
待药物作用24h后，吸弃上清，每孔加入200μL终浓度为0.5mg/mL的MTT溶液；并轻轻晃动培养板数次，37℃、5％CO2恒温继续培养4h；吸弃液体，每孔加入150μL DMSO，避光振荡10min，用酶标仪测定其在570nm处的吸光度值。
得到试验结果如图8所示。由图8可知，戊二醛毒性细胞毒性最大，1,4-丁二醇缩水甘油醚凝胶的细胞毒性最小。
实验例4温度37℃下凝胶的剪切变稀行为
分别按照实施例1的方法制备0.25％交联剂(羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为3％、白芨多糖的质量百分比浓度2％、1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度0.25％)、0.5％交联剂的多糖水凝胶(羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为3％、白芨多糖的质量百分比浓度2％、1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度0.5％)。该多糖水凝胶制备直径2cm，厚度1mm的水凝胶圆片(n＝3)，采用安东帕流变仪(MCR302)对样品进行剪切黏度测试，剪切速率为0.1～117S-1，温度37℃。得到试验结果如图9所示。
如图9可知，在剪切速率为0.1～10S-1时，凝胶表现出稳定的剪切变稀行为，并且粘度大约降低了一个数量级。其中相比于浓度为0.5％的凝胶，0.25％交联剂的凝胶随着剪切速率的快速增加，黏度不断降低，表现出更优异的剪切变稀行为，证明其具有更良好的可注射性。
实验例5保水能力检测
实施例1制备得到的多糖类水凝胶失水率与吸水率：
吸水率：取一定质量的凝胶准确称量其初始质量(W0)，置于250毫升烧杯中。向烧杯中加入一定量的水直至完全浸没凝胶，室温放置20h，每隔2h取出凝胶置于培养皿中，吸干凝胶表面的水分，准确称量质量(Wt)，吸水率用以下公式计算：
吸水率(％)＝(Wt-W0)/W0×100％
失水率：取一定质量的凝胶，置于5ml EP管中，准确称量其初始质量(W0)。将EP管放入硅胶干燥器中，室温放置24h，每隔2h取出准确称量质量(Wt)，失水率用以下公式计算：
失水率(％)＝(W0-Wt)/W0×100％
得到吸水量随时间变化的曲线图如图10所示，吸水率随时间变化的曲线图如图11所示；吸水率：1560.72％(n＝3)。得到失水量随时间变化的曲线图如图12所示，失水率随时间变化的曲线图如图13所示；失水率为3.87％(n＝3)。该实验表明吸水率高，失水少，进一步证明该凝胶具有较好的保水能力。
实验例6凝胶自愈能力对比试验
分别按照实施例1的方法制备0.25％(羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为3％、白芨多糖的质量百分比浓度2％、1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度0.25％)、0.5％(羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为3％、白芨多糖的质量百分比浓度2％、1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度0.5％)、1％(羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为3％、白芨多糖的质量百分比浓度2％、1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度1％)的水凝胶；该多糖水凝胶制备直径2cm，厚度1mm的水凝胶圆片，用刀切开后，1min后将切开后的两片拼接在一起，5min后观察自愈现象。以提起一端后另一端不分离为具有自愈能力。结果如图14和图15所示。
由图14和图15可知，0.25％的多糖水凝胶的自愈力最佳，0.5％、1％的水凝胶硬度交大，无法自愈合。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种多糖类水凝胶，其特征在于，所述多糖类水凝胶由含有羧甲基壳聚糖和白芨多糖的混合溶液经1,4-丁二醇缩水甘油醚交联而成。
2.根据权利要求1所述的多糖类水凝胶，其特征在于，所述混合溶液中，羧甲基壳聚糖的质量百分比浓度为1.5～4.5％，优选为2～4％，最优选为3％。
3.根据权利要求1所述的多糖类水凝胶，其特征在于，所述混合溶液中，白芨多糖的质量百分比浓度为1～3％，优选为1.5～2.5％，最优选为2％。
4.根据权利要求1所述的多糖类水凝胶，其特征在于，羧甲基壳聚糖和白芨多糖的质量比为2～4：2，优选为3：2。
5.根据权利要求1所述的多糖类水凝胶，其特征在于，所述混合溶液中，1,4-丁二醇缩水甘油醚的质量百分比浓度为0.1～0.5％，优选为0.25％。
6.根据权利要求1所述的多糖类水凝胶，其特征在于，所述白芨多糖的分子量为400～500，所述羧甲基壳聚糖的分子量为10万～20万。
7.根据权利要求1～6任一项所述的多糖类水凝胶，其特征在于，所述多糖类水凝胶在20～30℃条件下具有流动性，优选的，所述多糖类水凝胶在20～30℃条件下的粘度为10mPa.s～80mpa.s。
8.如权利要求1～7任一项所述的多糖类水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别制备得到羧甲基壳聚糖水溶液和白芨多糖水溶液；
S2、将所述羧甲基壳聚糖水溶液和所述白芨多糖水溶液按1：1的体积充分混合均匀，得到混合溶液；
S3、加入1,4-丁二醇缩水甘油醚，45～53℃加热15～30min得到所述多糖类水凝胶，优选为50℃加热20min。
9.权利要求1～7任一项所述的多糖类水凝胶在制备用于皮肤伤口的敷料中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述敷料为促进皮肤伤口修复的敷料。
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113061265A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113845668A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-12-28 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种多糖复合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN113893385A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-07 | 南京师范大学 | 用于制备水凝胶的组合物、水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN114533948A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-27 | 韩友平 | 一种生物医用凝胶及其制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040013733A1 (en) * | 2001-12-28 | 2004-01-22 | Industrial Technology Research Institute | Preparation of a biodegradable thermal-sensitive gel system |
| US20070026070A1 (en) * | 2003-04-17 | 2007-02-01 | Vonwiller Simone C | Cross-linked polysaccharide composition |
| CN101313915A (zh) * | 2007-05-30 | 2008-12-03 | 北京泰克美科技有限公司 | 透明质酸及其盐、交联透明质酸及其盐在制备治疗或预防海泡伤药物中的应用 |
| EP2011816A1 (fr) * | 2007-07-05 | 2009-01-07 | Estelle Piron | Gel co-réticulé de polysaccharides |
| WO2012077055A1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | Teoxane | Process for preparing a crosslinked gel |
| CN103974722A (zh) * | 2011-11-24 | 2014-08-06 | 株式会社爱茉莉太平洋 | 水不溶性凝胶组合物及其制备方法 |
| CN104804199A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-07-29 | 岑莲 | 一种生物医用复合水凝胶及制备方法及其应用 |
| CN109453417A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-12 | 中国海洋大学 | 一种多糖烧伤敷料及其制备方法和应用 |
| CN109776819A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-21 | 汕头大学 | 一种白芨多糖-羧甲基壳聚糖复合水凝胶及其制备 |
-
2021
- 2021-02-18 CN CN202110189854.9A patent/CN113061265A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040013733A1 (en) * | 2001-12-28 | 2004-01-22 | Industrial Technology Research Institute | Preparation of a biodegradable thermal-sensitive gel system |
| US20070026070A1 (en) * | 2003-04-17 | 2007-02-01 | Vonwiller Simone C | Cross-linked polysaccharide composition |
| CN101313915A (zh) * | 2007-05-30 | 2008-12-03 | 北京泰克美科技有限公司 | 透明质酸及其盐、交联透明质酸及其盐在制备治疗或预防海泡伤药物中的应用 |
| EP2011816A1 (fr) * | 2007-07-05 | 2009-01-07 | Estelle Piron | Gel co-réticulé de polysaccharides |
| WO2012077055A1 (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | Teoxane | Process for preparing a crosslinked gel |
| CN103974722A (zh) * | 2011-11-24 | 2014-08-06 | 株式会社爱茉莉太平洋 | 水不溶性凝胶组合物及其制备方法 |
| CN104804199A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-07-29 | 岑莲 | 一种生物医用复合水凝胶及制备方法及其应用 |
| CN109453417A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-12 | 中国海洋大学 | 一种多糖烧伤敷料及其制备方法和应用 |
| CN109776819A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-21 | 汕头大学 | 一种白芨多糖-羧甲基壳聚糖复合水凝胶及其制备 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113845668A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-12-28 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种多糖复合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN113845668B (zh) * | 2021-08-06 | 2023-08-08 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种多糖复合水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN113893385A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-07 | 南京师范大学 | 用于制备水凝胶的组合物、水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN114533948A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-27 | 韩友平 | 一种生物医用凝胶及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210702 |