CN118496398B - 一种医用高分子聚合物载体及其作为皮肤保护剂的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医用高分子材料技术领域，具体涉及一种医用高分子聚合物载体及其作为皮肤保护剂的用途。该医用高分子聚合物载体通过采用科罗索酸对壳聚糖进行化学改性，以制备科罗索酸改性壳聚糖，然后以所述科罗索酸改性壳聚糖加工水凝胶材料，而该科罗索酸改性壳聚糖水凝胶可进一步作为载体用于负载多类医用活性成分，从而作为皮肤保护剂进行使用，具有极大地应用价值。

Description

一种医用高分子聚合物载体及其作为皮肤保护剂的用途

技术领域

本发明涉及医用高分子材料技术领域，尤其涉及一种医用高分子聚合物载体及其作为皮肤保护剂的用途。

背景技术

敷料是一类用于各种创伤、创口表面进行临时覆盖的医用材料，可用于创面渗出液的吸收，具有止血、促进创面愈合的作用，使创口免遭细菌感染及其他外来因素的影响。随着现代医学技术的不断发展，医用止血及促伤口愈合用品的种类不断更新，目前，开发出的新型伤口敷料主要包括薄膜类、水胶体类、泡沫类、静电纺类以及高分子水凝胶类等。其中，高分子水凝胶主要由亲水性的高分子交联得到，具有较好的三维网络结构，在水中发生溶胀而不溶解，能够在保持水分的同时，负载具有促愈合、杀菌等功效的组分，因此，高分子水凝胶具有材质柔软、不粘连创面、抗菌、有效维持创面湿性环境和促进伤口自溶性愈合等特点，同时，以高分子水凝胶作为药物缓释系统，既能控制药物释放速率，又能促进伤口愈合，因而，在医用和皮肤护理领域得到了广泛的研究及应用。

根据制备原料分类，高分子水凝胶可分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶两类。其中，天然高分子水凝胶无毒无害、生物相容性较好、可降解性较好，且具有环境友好的特点，在伤口愈合过程中能够吸收部分伤口渗液，容纳新组织的形成。目前，已有多种天然高分子被应用于水凝胶的制备，较常见的包括海藻酸盐类、壳聚糖、纤维素、透明质酸、淀粉等，但在作为伤口敷料使用时，还需对其性能及成分进行优化，保证其在使用过程中的消炎杀菌和促愈合功效。例如，文献号为CN118078733A的中国发明专利公开了一种康复新液凝胶制剂及其制备方法和应用，该康复新液凝胶制剂的组成凝胶制剂的组成包括康复新液74.5～91.1wt％、高分子凝胶基质13.6～16.6wt％以及助溶剂1.9～2.3wt％，该凝胶制剂以高分子材料壳聚糖、透明质酸作为凝胶基质，以乙酸作为助溶剂，并以康复新液作为活性物质，该康复新液凝胶可有效储存药物，达到缓慢释放药物的效果，但该康复新液凝胶制剂的缺陷在于：虽然可有效地促进创面愈合，但其抗菌性以及基质的生物相容性等尚需改善。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种医用高分子聚合物载体及其作为皮肤保护剂的用途，所述医用高分子聚合物载体通过对天然高分子凝胶材料进行改性从而制备一种亲水性、抗菌效果更好的医用高分子聚合物载体，该医用高分子聚合物载体则可进一步用于负载医用活性成分并作为皮肤保护剂进行使用，具有极大地应用价值。

为达到上述技术效果，本发明采用了以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种医用高分子聚合物载体，该医用高分子聚合物载体包括改性壳聚糖基质，所述改性壳聚糖基质为多孔隙结构，所述多孔隙结构内部可供负载医用活性成分，优选地，该医用活性成分至少具有抗菌、促进创面愈合等任一功能。

第二方面，本发明还提供一种前述的一种医用高分子聚合物载体的制备方法，包括步骤：

S1：制备壳聚糖水溶液；

S2：采用科罗索酸对壳聚糖进行改性，得科罗索酸改性壳聚糖；

S3：以所述科罗索酸改性壳聚糖为原料制备医用高分子聚合物载体。

进一步地，所述步骤S1为：取壳聚糖溶解于pH为4～6的酸性水溶液中，搅拌使其完全溶解，得壳聚糖水溶液；

优选地，所述酸性水溶液为盐酸水溶液或乙酸水溶液；

优选地，所述壳聚糖水含壳聚糖为2～6 wt%。

进一步地，所述步骤S2为：在特定反应温度下，取科罗索酸溶解于无水乙醇中，待其完全溶解后，向其中加入偶联剂，得改性溶液，将所述改性溶液与所述壳聚糖水溶液混合后在搅拌条件下反应10～30h，反应结束后透析去除未反应小分子物质，经冷冻干燥即得所述科罗索酸改性壳聚糖；

优选地，所述科罗索酸与壳聚糖摩尔比为1:10～15；

优选地，所述反应温度为20～40℃；

优选地，所述偶联剂为EDC和NHS中的任意一种或两者的混合。

进一步地，所述步骤S3为：将所述科罗索酸改性壳聚糖溶解于分散溶剂中，以制备医用高分子聚合物载体；

优选地，所述分散溶剂为去离子水、缓冲溶液以及酸性水溶液中的任意一种。

第三发明，本发明还提供一种前述的医用高分子聚合物载体在作为皮肤保护剂方面的应用，尤其是用于护理皮肤表面创口的皮肤保护剂。

进一步地，该皮肤保护剂为创面护理用水凝胶，所述创面护理用水凝胶中还包括抑菌活性成分。

优选地，所述抑菌活性成分为水飞蓟宾、杜仲提取物中的任意一种或两者的混合物。

优选地，所述抑菌活性成包括水飞蓟宾和杜仲提取物，且所述水飞蓟宾和杜仲提取物的添加总量为医用高分子聚合物载体的1～4 wt%。

优选地，该应用包括以下步骤：

S01：制备科罗索酸改性壳聚糖；

S02：将所述科罗索酸改性壳聚糖溶解于分散溶剂中，再向该分散溶剂中加入抑菌活性成分并使其均匀分散；优选地，该分散溶剂为去离子水、缓冲溶液以及酸性水溶液中的任意一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供一种医用高分子聚合物载体及其作为皮肤保护剂的用途，该医用高分子聚合物载体通过采用科罗索酸对壳聚糖进行化学改性，以制备科罗索酸改性壳聚糖，然后以所述科罗索酸改性壳聚糖加工水凝胶材料，而该科罗索酸改性壳聚糖水凝胶可进一步作为载体用于负载多类医用活性成分，从而作为皮肤保护剂进行使用，具有极大地应用价值。

本发明提供的科罗索酸改性壳聚糖制备方法简单，且制得的水凝胶材料亲水透气，并有利于负载于该水凝胶载体上的医用活性成分缓慢释放，以提高其作用时间，使其在作为皮肤保护剂方面具有较好的应用价值。

具体实施方式

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，任何对下文所述的实施例进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所有试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购的常规产品。

为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便凸显本发明的主旨。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语均具有与本领域一般技术人员通常所理解的含义相同的含义。如无特殊说明，本说明书中所使用的单位均为国际标准单位，并且本发明中出现的数值和数值范围，均应当理解为包含了工业生产中所不可避误差。

实施例1

壳聚糖是自然界中存在的阳离子多糖，形成的聚阳离子可以与带负电荷的细菌膜相互作用，影响细菌的代谢活性，从而产生广谱抑菌活性。

科罗索酸是一种五环三萜类天然化合物，结构式如下：

科罗索酸主要来源于枇杷叶、大叶紫薇、对萼猕猴桃、沙棘叶等，研究发现，科罗索酸具有降血糖、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗菌等多种药理活性，具有良好的开发潜力和广阔的应用前景（张建秀,柳慧哲,朴光春,等. 科罗索酸药理作用研究进展 [J]. 国际药学研究杂志, 2019, 46 (01): 22-26. DOI:10.13220/j.cnki.jipr.2019.01.004. ）。

本实施例提供的一种医用高分子聚合物载体，该医用高分子聚合物载体的制备方法为：采用科罗索酸对壳聚糖进行改性，以制备科罗索酸改性壳聚糖，再将该科罗索酸改性壳聚糖溶解于分散溶剂中制得，该分散溶剂为去离子水、缓冲溶液以及酸性水溶液中的任意一种，且优选为PBS缓冲液。

具体地，本实施例提供的一种医用高分子聚合物载体按照以下方法进行制备：

S1：制备壳聚糖水溶液：

取壳聚糖（0.01 mmol）溶解于pH为5～5.5的乙酸水溶液（100 g）中，搅拌使壳聚糖完全溶解，得壳聚糖水溶液；

S2：采用科罗索酸对壳聚糖进行改性，方法为：

在25～30℃下，取科罗索酸（0.02 mol）溶解于无水乙醇（30ml）中，待其完全溶解后，向其中加入偶联剂（包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）各0.02mol），得改性溶液；

将制得的改性溶液与前述S1步骤制得的壳聚糖水溶液混合后在搅拌条件下反应24 h（30℃），反应结束后透析24 h去除未反应小分子物质，经冷冻干燥即得所述科罗索酸改性壳聚糖粉末；

S3：以所述科罗索酸改性壳聚糖粉末为原料制备医用高分子聚合物载体，具体地，通过将前述S2步骤制得的科罗索酸改性壳聚糖（4 wt%）粉末溶解于PBS溶液中制得科罗索酸改性壳聚糖水凝胶，实验样品I。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种医用高分子聚合物载体的制备方法，具体地，包括步骤：

S1：制备壳聚糖水溶液：

取壳聚糖（0.011 mmol）溶解于pH为5～5.5的乙酸水溶液（100 g）中，搅拌使壳聚糖完全溶解，得壳聚糖水溶液；

S2：采用科罗索酸对壳聚糖进行改性，方法为：

在28 ℃下，取科罗索酸（0.025 mol）溶解于无水乙醇（35ml）中，待其完全溶解后，向其中加入偶联剂（包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）各0.025 mol），得改性溶液；

将制得的改性溶液与前述S1步骤制得的壳聚糖水溶液混合后在搅拌条件下反应30 h，反应结束后透析30 h去除未反应小分子物质，经冷冻干燥得科罗索酸改性壳聚糖粉末；

S3：以所述科罗索酸改性壳聚糖为原料制备医用高分子聚合物载体，具体地，通过将前述S2步骤制得的科罗索酸改性壳聚糖（4 wt%）溶解于PBS溶液中，制得科罗索酸改性壳聚糖水凝胶，记录为实验样品II。

实施例3

本实施例为实施例1的对比例，本实施例采用没食子酸（0.02 mol）替代实施例1中的科罗索酸来制备没食子酸改性壳聚糖水凝胶，制备方法参照实施例1，记录为对照样品I。

实施例4

本实施例为实施例1的对比例，本实施例采用肉桂酸（0.02 mol）替代实施例1中的科罗索酸来制备肉桂酸改性壳聚糖水凝胶，制备方法参照实施例1，记录为对照样品II。

试验例1

以前述实施例1-实施例4制备得到的多组改性壳聚糖水凝胶（4 wt%）作为测试对象，以PBS溶液作为阴性对照，以牛津杯法（采用菌液浓度1*10⁸ CFU/ml进行涂布，孵育条件为37℃、24h，重复三次）测试各改性壳聚糖水凝胶的抑菌活性，以抑菌圈直径反应各改性壳聚糖水凝胶的抑菌活性，实验菌种包括痤疮丙酸杆菌、金黄色葡萄球菌以及大肠埃希菌，实验结果如表1所示：

表1 各改性壳聚糖水凝胶（4 wt%）的抑菌活性测试结果

根据以上实验结果可知，PBS溶液对三种细菌均无抑制作用，而化学改性对于使得壳聚糖水凝胶对于三种细菌表现出明显抑制作用，且本发明提供的采用科罗索酸改性制得的壳聚糖水凝胶对于痤疮丙酸杆菌、金黄色葡萄球菌以及大肠埃希菌相对于没食子酸和肉桂酸改性的壳聚糖水凝胶表现出更明显的抑菌效果，尤其是对于痤疮丙酸杆菌的生长，科罗索酸改性壳聚糖水凝胶表现更好，提示其可用作痤疮导致的皮肤护理剂。

此外，以前述实施例1-实施例4制备得到的多组改性壳聚糖水凝胶（4 wt%）作为测试对象，对各组改性壳聚糖水凝胶的吸水性能进行测试，测试方法为：制备改性壳聚糖水凝胶（4 wt%），然后将其置于37℃、pH为7.4的PBS缓冲液中，分别在0.5h、1h、2h、3h、6h、8h以及12h时取出改性壳聚糖水凝胶，称重，计算溶胀度，溶胀度（SR）计算方法如下：

其中，W_t为该测试时间下改性壳聚糖水凝胶吸水后的质量，W₀为初始时间改性壳聚糖水的质量。

实验结果如表2所示：

表2 各改性壳聚糖水凝胶的溶胀度测试结果

以上实验结果显示，采用科罗索酸改性制得的壳聚糖水凝胶溶胀度较高，最高1557.02%，而采用没食子酸和肉桂酸在同等条件下改性制得的壳聚糖水凝胶溶胀度分别最高约为1102.6%和687.10%。同时，科罗索酸改性制得的壳聚糖水凝胶溶胀速度更快，可在3h左右达到溶胀平衡，而肉桂酸改性壳聚糖凝胶虽然溶胀速度也较快，但其溶胀度低，在用作皮肤创面护理时，该科罗索酸改性壳聚糖水凝胶可表现出更好的吸水性，有利于对创面组织液进行快速吸收。

实施例5

本实施例中，基于该试验例1的实验结果，本发明人进一步测试了该科罗索酸改性壳聚糖水凝胶用于负载抗菌活性成分，以制备创面护理用水凝胶，具体地，该创面护理用水凝胶的制备方法如下：

S01：按照实施例1中的方法制备科罗索酸改性壳聚糖；

S02：将所述科罗索酸改性壳聚糖（4g）溶解于PBS缓冲溶液（50g），得溶液I，取水飞蓟宾（0.8 g，购自陕西开普勒生物科技有限公司）和杜仲提取物（0.8 g，购自西安优硕生物科技有限公司）溶解于PBS缓冲溶液（44g）中，得溶液II，将溶液II与溶液I混合，搅拌使两者充分融合，制得创面护理用水凝胶，记录为实验组I。

实施例6

参照前述实施例5，制备创面护理用水凝胶，记录为对照组II，该对照组II与对照组I的区别在于步骤S02，具体地，在本实施例中，步骤S02为：

S02：将所述科罗索酸改性壳聚糖（4g）溶解于PBS缓冲溶液（50g），得溶液I；

取水飞蓟宾（1.6 g，购自陕西开普勒生物科技有限公司）溶解于PBS缓冲溶液（44g）中，得溶液II，将溶液II与溶液I混合，搅拌使两者充分融合，制得创面护理用水凝胶，记录为对照组I。

实施例7

参照前述实施例5，制备创面护理用水凝胶，记录为对照组II，该对照组II与对照组I的区别在于步骤S02，具体地，在本实施例中，步骤S02为：

S02：将所述科罗索酸改性壳聚糖（4g）溶解于PBS缓冲溶液（50g），得溶液I；

取杜仲提取物（1.6 g，购自西安优硕生物科技有限公司）溶解于PBS缓冲溶液（44g）中，得溶液II，将溶液II与溶液I混合，搅拌使两者充分融合，制得创面护理用水凝胶，记录为对照组II。

试验例2

在前述实施例5-实施例7的基础上，本试验例进一步对前述制得的实验组I、对照组I以及对照组II进行抗菌性能测试，以观察各组创面护理用水凝胶（含抗菌活性成分）的抗菌效果差异，实验采用牛津杯法（采用菌液浓度1*10⁸ CFU/ml进行涂布，孵育条件为37℃、24h），重复三次，记录抑菌圈直径大小，实验结果如表3所示：

表3 各组创面护理用水凝胶的抑菌效果实验结果

以上实验结果表明，相对于对照组I和对照组II，水飞蓟宾和杜仲提取物共同作为抗菌活性成分并负载于该壳聚糖水凝胶载体上，其在抑制痤疮丙酸杆菌、金黄色葡萄球菌以及大肠埃希菌生长方面均可表现出明显的协同作用。同时，该种科罗索酸壳聚糖水凝胶载体也有利于帮助抗菌活性成分的缓慢释放，提高创面修复效果，在作为创面皮肤保护剂方面具有极大的应用价值。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的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宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种皮肤保护剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1：制备壳聚糖水溶液；

S2：采用科罗索酸对壳聚糖进行改性，得科罗索酸改性壳聚糖；

S3：以所述科罗索酸改性壳聚糖为原料制备医用高分子聚合物载体；

S4：以所述医用高分子聚合物载体负载抑菌活性成分，以制得所述皮肤保护剂，所述皮肤保护剂为创面护理用水凝胶，其中，所述抑菌活性成分包括水飞蓟宾和杜仲提取物，且所述水飞蓟宾和杜仲提取物的添加总量为医用高分子聚合物载体的1～4 wt%。

2.如权利要求1所述的一种皮肤保护剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1为：取壳聚糖溶解于pH为4～6的酸性水溶液中，搅拌使其完全溶解，得壳聚糖水溶液；所述酸性水溶液为盐酸水溶液或乙酸水溶液；所述壳聚糖水溶液含壳聚糖2～6 wt%。

3.如权利要求1所述的一种皮肤保护剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2为：在特定反应温度下，取科罗索酸溶解于无水乙醇中，待其完全溶解后，向其中加入偶联剂，得改性溶液，将所述改性溶液与所述壳聚糖水溶液混合后在搅拌条件下反应10～30h，反应结束后透析去除未反应小分子物质，经冷冻干燥即得所述科罗索酸改性壳聚糖。

4.如权利要求1所述的一种皮肤保护剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3为：将所述科罗索酸改性壳聚糖溶解于分散溶剂中，以制备医用高分子聚合物载体；所述分散溶剂为去离子水、缓冲溶液以及酸性水溶液中的任意一种。