摘要
目的： 水凝胶(Hydrogel)是一种类似于天然细胞外基质的高分子材料，其生物相容性好、可调的机械性能及可生物降解，是一种很有前途的创面修复和药物载体材料，引起了众多研究者的兴趣。明胶(Gelatin，Gel)和壳聚糖(Chitosan，CS)价格低廉、来源天然，是两种常见的制备水凝胶的材料，然而两者常温极难溶水限制了其应用，为扩大其应用范围常进行化学改性后进行物理、化学交联形成水凝胶。物理交联如疏水缔合、范德华力、氢键作用等方式简便易行，但单一物理交联的水凝胶存在易碎、机械性能低等问题；化学交联常需添加戊二醛、聚环氧化合物等交联剂，然而，其存在的毒性高、价格昂贵和生物相容性较低等不足会对机体造成不可逆的伤害。因此，为突破传统物理、化学交联的局限性，本课题拟采用光交联的方法制备一种可降解吸收、安全无毒的明胶基水凝胶。旨在于提供一种无需化学交联剂，兼具绿色无毒、精准可控、原位微创、快速成胶的方法，研制一种具有形状适应性、优异的止血性、良好的生物相容性、可体内降解吸收和体内安全的水凝胶，其有望作为可注射型药物载体的原位光交联平台及不规则伤口的医用敷料。 方法： 1.采用紫外光交联的方法分别制备 GelMA水凝胶、CSMA水凝胶、GelMA/CSMA复合水凝胶，采用FT-IR、1H NMR、TGA和SEM等方法对其不同水凝胶的结构和组成进行表征分析。 2.通过测试GelMA、CSMA的水溶性，分析其改性后的溶解性；并对GelMA水凝胶和不同比例组成GelMA/CSMA光交联水凝胶的含水量、孔隙率、溶胀性能、体外降解性能和稳定性能进行测试，分析讨论了其水凝胶的性能特点。 3.通过体外凝血实验、体外红细胞及血小板的粘附实验、大鼠断尾模型实验及肝损伤模型实验评估水凝胶的凝血及止血的能力。 4.最后通过体外血液相容性实验，评估所水凝胶与血液之间的相容性；通过体内原位光交联并进行体内降解代谢实验的研究；通过小鼠体重变化、脏器指数、重要器官的Hamp;E染色及血常规生化指标的测定，评估其体内毒性和安全性。 结果： 1.成功研制了不同规格的具有一定的形状适应性GelMA/CSMA水凝胶，能满足不规则伤口的需求，小瓶倒置法显示10s内快速成胶。其红外、核磁和热重均表明其实现了成功的改性合成，SEM显示水凝胶具有三维的光滑多孔结构，且随着CSMA的加入，孔径更加均匀和致密。 2.水溶性结果显示 MA改性有助于提升 Gel、CS的水溶性。水凝胶具有较高的含水量、孔隙率、优异的溶胀性能和体外降解性能。 3.水凝胶对红细胞具有优异的粘附能力，体外凝血显示其BCI在6.1%-8.9%之间，且随GelMA/CSMA的不同配比显示出不同的凝血效果。对大鼠断尾及肝损伤具有优异的止血的能力。 4.水凝胶具有优异的血液相容性及小鼠体内降解能力，且与单一GelMA水凝胶相比，CSMA的加入能有效的缓解GelMA降解速度过快的问题，此外，体重指数、脏器指数、血常规生化指标均正常，Hamp;E染色未见组织病理学变化，表明GelMA/CSMA水凝胶具有优异的体内安全性。 结论： 本研究成功合成了MA改性的GelMA和CSMA，采用紫外光交联的方法成功研制了具有形状适应性的水凝胶，可实现10s内快速成胶，能满足不规则伤口的需求；所制备的水凝胶具有丰富的含水量、孔隙结构、优异的溶胀性能、体外降解性能和锁水能力，引入CSMA后能有效的提高水凝胶的稳定性；能实现体内原位光驱动成胶，具有良好的血液相容性、止血的能力及优异的体内降解效果，CSMA的引入能有效的缓解GelMA水凝胶降解速度过快的问题；小鼠体重变化、脏器指数、重要器官的H&E染色及血常规生化指标表明具有良好的体内生物安全性，有望作为可注射型药物载体的原位光交联平台及不规则伤口的医用敷料。
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