湿态可粘附的口腔凝胶贴片的制备与应用

摘要

本发明公开了一种湿态可粘附口腔凝胶贴片的制备与应用，属于生物材料领域。该贴片由双层水凝胶组成，底层为聚N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸水凝胶(PACG‑gel)以提供湿态粘附效果，顶层为聚甲基丙烯酸酐改性的结冷胶水凝胶(MeGG‑gel)以提供机械性能并支撑材料，同时这种湿态粘附性口腔凝胶贴片可对药物控释，贴片在口腔环境中逐渐降解，释放药物，达到治疗口腔溃疡的目的。本发明提供的口腔凝胶贴片具有良好的湿态粘附性和力学强度，可以承受口腔复杂运动，改善了市面上的口腔凝胶贴片产品都有粘附不强、容易脱落破损、释药效果不好等问题，在生物医用高分子领域具有广泛的应用前景。

权利要求

1.一种湿态可黏附口腔凝胶贴片，包括：

底层水凝胶；以及

顶层水凝胶；

底层水凝胶为聚N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸水凝胶；

顶层水凝胶为聚甲基丙烯酸酐改性的结冷胶水凝胶；其中：该湿态可黏附口腔凝胶贴片由如下方法制得：

①将3‑4g甘氨酸(Gly)及5‑10mgK2CO3溶于适量水和乙醚的混合溶液中，待体系混合均匀后冰浴，将2‑5mL丙烯酰氯与15‑25mL乙醚混合，随后将其滴加至混合体系中，常温反应后调节pH至10‑12，用乙酸乙酯多次萃取，调节pH至1‑2，继续用乙酸乙酯多次萃取，随后旋蒸真空干燥得到N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸(ACG)备用；

②将1‑2g结冷胶(GG)溶于适量去离子水中，80‑90℃下搅拌均匀，降温至50‑60℃并滴加2‑8mL甲基丙烯酸酐，用NaOH溶液调节体系pH至8‑9，继续反应6h，随后将溶液透析并冷冻干燥，得甲基丙烯酸酐改性的结冷胶(MeGG)并避光真空储存备用；

③取1‑2gACG、0.05‑0.1g纳米羟基磷灰石(HAp)和0.05‑0.1g光引发剂I2959，溶于少量去离子水中，维持恒温并提前一晚搅拌均匀，得到ACG溶液备用；

④取0.5‑1gMeGG及0.3‑0.4g光引发剂I2959溶于30‑40mL去离子水中，维持恒温并提前一晚搅拌均匀，次日加入适量CaCl2，继续搅拌均匀，得到MeCG溶液备用；

⑤将ACG溶液和MeGG溶液分别注入模具中，随后在紫外灯下光照交联，成胶后取出，即得聚N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸水凝胶(PACG‑gel)和聚甲基丙烯酸酐改性的结冷胶水凝胶(MeGG‑gel)。

2.根据权利要求1所述的湿态可黏附口腔凝胶贴片，其中：步骤①所述常温反应时间为4h。

3.根据权利要求1所述的湿态可黏附口腔凝胶贴片，其中：步骤①所述乙酸乙酯多次萃取的终点为混合溶液出现细小液滴，停止萃取。

4.根据权利要求1所述的湿态可黏附口腔凝胶贴片，其中：步骤②所述溶液透析时间为4天。

5.根据权利要求1所述的湿态可黏附口腔凝胶贴片，其中：步骤③所述恒温维持温度为50‑60℃。

6.根据权利要求1所述的湿态可黏附口腔凝胶贴片，其中：步骤④所述恒温维持温度为50‑60℃。

7.根据权利要求1‑6任一所述的湿态可黏附口腔凝胶贴片，该凝胶贴片的制备反应方程式如下：

8.一种根据权利要求1‑6任一所述的湿态可黏附口腔凝胶贴片在制备治疗口腔溃疡的药剂中的应用。

说明书

湿态可粘附的口腔凝胶贴片的制备与应用

技术领域

[0001] 本发明属于生物材料领域，涉及一种湿态可黏附的口腔凝胶贴片的制备方法，以及采用该制备方法制得的口腔凝胶贴片在口腔炎症的治疗和湿态环境粘附材料领域中的应用。

背景技术

[0002] 甘氨酸(Glycine，Gly)是一种天然产物，市场价格较便宜，化学合成方便简单，其熔点约233℃(分解)。蛋白质的二级结构是由C＝O和N‑H基团之间的氢键连接在一起的，具有独特的天然氢键团簇结构。聚(N‑取代甘氨酸)(又称多肽)，主链上带有N‑取代甘氨酸，具有优良的热加工性能、溶解性、生物相容性，逐渐成为生物医学和生物技术方面的研究材料。

[0003] 结冷胶(Gellan gum，GG)是由葡萄糖醛酸‑葡萄糖‑鼠李糖重复单元组成的线性阴离子杂多糖，具有良好的生物相容性、载药性能等生物特性。由于GG为阴离子多糖，有一定量的游离羧基，在中性pH下，GG和活细胞都带负电荷。多糖表面较强的负电荷长期提供经典斥力，可以阻止细胞快速粘附。目前已有文章证实，Ming‑Wei Lee等人设计的以结冷胶为基础的新型抗粘膜(GG‑Cin膜)。发挥结冷胶抑制细胞迁移的能力，能有效抑制大鼠炎症反应及术后粘连的形成。验证了GG水凝胶在预防术后粘连的能力。

[0004] 口腔溃疡是全世界个人面临的最常见的健康问题。口腔溃疡愈合过程包括稳态和急性炎症的初始阶段，同时浸润性炎症、血管通透性、细胞因子和促炎介质释放增加。目前，包括冷冻疗法等治疗方法并不能很好解决这个问题。由于口腔的湿润环境及其活动的多样性(如咀嚼，吞咽等)，市面上的口腔凝胶贴片产品都有粘附不强、容易脱落破损、释药效果不好等问题，患者体验并不好。

[0005] 基于上述分析，本申请提供了一种湿态可粘附凝胶贴片解决了以上问题，底层的PACG‑gel提供强大的湿态粘附性以紧密粘附在口腔组织上，顶层的MeGG‑gel具有足够的力学强度承受口腔运动避免贴片破损。此外，这种湿态粘附性凝胶贴片具有良好的释药性，能够满足口腔凝胶贴片的需要。

发明内容

[0006] 鉴于上述不足，本发明的目的在于改进目前市售口腔贴片的性能，解决其在口腔环境容易脱落，释药效果难以控制等问题，提供了一种湿态可黏附口腔凝胶贴片的制备方法。

[0007] 本发明是通过如下手段实现的：

[0008] 一种湿态可黏附口腔凝胶贴片，包括双层水凝胶，底层为聚N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸水凝胶(PACG‑gel)以提供湿态粘附效果，顶层为聚甲基丙烯酸酐改性的结冷胶水凝胶(MeGG‑gel)以提供机械性能并支撑材料。这种口腔凝胶贴片具有良好的湿态粘附性和力学强度，可以承受口腔复杂运动，实现凝胶贴片在口腔环境中的长期牢固粘附释药。

[0009] 进一步的，该湿态可黏附口腔凝胶贴片的制备方法如下：

[0010] ①将3‑4g甘氨酸(Gly)及5‑10mg K2CO3溶于适量水和乙醚的混合溶液中，待体系混合均匀后冰浴，将2‑5mL丙烯酰氯与15‑25mL乙醚混合，随后将其滴加至混合体系中，常温反应4h后调节pH至10‑12，用乙酸乙酯多次萃取，调节pH至1‑2，继续用乙酸乙酯多次萃取至混合溶液出现细小液滴，随后旋蒸真空干燥得到N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸(ACG)备用；

[0011] ②将1‑2g结冷胶(GG)溶于适量去离子水中，80‑90℃下搅拌均匀，降温至50‑60℃并滴加2‑8mL甲基丙烯酸酐，用NaOH溶液调节体系pH至8‑9，继续反应6h，随后将溶液透析4天并冷冻干燥，得甲基丙烯酸酐改性的结冷胶(MeGG)并避光真空储存备用；

[0012] ③取1‑2gACG、0.05‑0.1g纳米羟基磷灰石(HAp)和0.05‑0.1g光引发剂I2959，溶于少量去离子水中，维持50‑60℃恒温并提前一晚搅拌均匀，得到ACG溶液备用；

[0013] ④取0.5‑1g MeGG及0.3‑0.4g光引发剂I2959溶于30‑40mL去离子水中，维持50‑60℃恒温并提前一晚搅拌均匀，次日加入适量CaCl2，继续搅拌均匀，得到MeCG溶液备用；

[0014] ⑤将ACG溶液和MeGG溶液分别注入模具中，随后在紫外灯下光照交联，成胶后取出，即得聚N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸水凝胶(PACG‑gel)和聚甲基丙烯酸酐改性的结冷胶水凝胶(MeGG‑gel)。

[0015] 本发明还公开了一种采用上述制备方法制得的湿态可黏附口腔凝胶贴片。

[0016] 进一步的，该湿态可黏附口腔凝胶贴片制备过程反应方程式如下：

[0017]

[0018] 本发明还公开了一种根据上述湿态可黏附口腔凝胶贴片在制备治疗口腔溃疡的药剂中的应用。

[0019] 本发明的有益效果在于：

[0020] 本发明制得的湿态可黏附口腔凝胶贴片具有良好的湿态粘附性和力学强度，可以承受口腔复杂运动，同时该贴片材料可对药物控释，贴片在口腔环境中逐渐降解，释放药物，达到治疗口腔溃疡的目的。本发明提供的口腔凝胶贴片改善了市面上的口腔凝胶贴片产品都有粘附不强、容易脱落破损、释药效果不好等问题，从而获得了良好的湿态粘附性和力学强度，可以承受口腔复杂运动，实现凝胶贴片在口腔环境中的长期牢固粘附释药。在生物医用高分子领域具有广泛的应用前景。

附图说明

[0021] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0022] 图1为ACG(左)和MeGG(右)的核磁氢谱图；

[0023] 图2为ACG(左)和MeGG(右)的红外光谱图；

[0024] 图3为PACG‑gel(左)和MeGG‑gel(右)的冷冻扫描电镜图；

[0025] 图4为PACG‑gel(左)和MeGG‑gel(右)的流变学模量图；

[0026] 图5为PACG‑gel的粘附力拉伸曲线；

[0027] 图6为PACG‑gel的剥离应力曲线；

[0028] 图7为载药口腔凝胶贴片的累积释药浓度‑时间示意图。

具体实施方式

[0029] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0030] 结合具体实例对本发明作进一步的说明，以下实例仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或按照销售公司所推荐的条件；在本发明没有特别限定，均可通过商业途径购买得到。

[0031] 实施例1

[0032] 本实施例中，提供ACG和MeGG的合成方法，其合成步骤如下：

[0033] 将3‑4g甘氨酸(Gly)及5‑10mg K2CO3溶于适量水和乙醚的混合溶液中。待体系混合均匀后，将2‑5mL丙烯酰氯与15‑25mL乙醚混合，随后将其滴加至混合体系中，常温反应4h后调节pH至10‑12，用乙酸乙酯多次萃取。再调节pH至1‑2，继续用乙酸乙酯多次萃取至混合溶液出现细小液滴，随后旋蒸真空干燥得到N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸(ACG)。

[0034] 另将1‑2g结冷胶(GG)溶于适量去离子水中，80‑90℃下搅拌均匀。降温至50‑60℃并滴加2‑8mL甲基丙烯酸酐，用NaOH溶液调体系pH至8‑9。继续反应6h，随后将溶液透析4天并冷冻干燥，避光真空储存得甲基丙烯酸酐改性的结冷胶(MeGG)。

[0035] 图1为合成产物的核磁氢谱图，各对应特征峰证明ACG和MeGG成功合成。图2为合成‑1 ‑1产物的红外光谱图。1550cm 处酰胺键特征峰证明ACG的成功合成，1721cm 处特征峰表明MeGG成功合成。

[0036] 实施例2

[0037] 本实施例中，提供PACG和MeGG凝胶贴片的制备方法，其制备步骤如下：

[0038] 取1‑2gACG、0.05‑0.1g HAp和0.05‑0.1g光引发剂I2959溶于少量去离子水中，维持50‑60℃提前一晚搅拌均匀，得到ACG溶液备用。

[0039] 另取0.5‑1g MeGG及0.3‑0.4g光引发剂I2959溶于30‑40mL去离子水中，维持50‑60℃提前一晚搅拌均匀。次日加入适量CaCl2，继续搅拌均匀，得到MeCG溶液备用。

[0040] 将ACG溶液和MeGG溶液分别注入模具中，随后在紫外灯下光照交联，成胶后取出，即得聚N‑丙烯酰‑2‑甘氨酸水凝胶(PACG‑gel)和聚甲基丙烯酸酐改性的结冷胶水凝胶(MeGG‑gel)。

[0041] 图3为PACG‑gel和MeGG‑gel的冷冻扫描电镜图。PACG‑gel断面显示海藻结构，显示其潜在的粘附特性。MeGG‑gel断面显示三维立体交联结构，显示其潜在的力学强度特性。

[0042] 实施例3

[0043] 本实施例中，提供测试实施例2制备的水凝胶流变特性的方法，其测试方法如下：

[0044] 使用流变仪的喷砂表面探头，测试实施例2制备的PACG‑gel和MeGG‑gel。维持测试温度37℃，在恒定应变1％、0.01‑100Hz频率扫描模式下取29个采样点测试模量。

[0045] 图4为PACG‑gel和MeGG‑gel的流变学模量图。二者的储能模量都比损耗模量高，表明有一定的弹性。此外，PACG‑gel储能模量G’(0.4‑1.2kPa)和损耗模量G"(0.1‑0.3kPa)相较MeGG‑gel都较低，表明PACG‑gel力学强度不高，且交联程度不高，较容易随组织发生形变。MeGG‑gel储能模量G’(3‑4kPa)较高，表明MeGG‑gel具有较好的力学强度，提供支撑并保护凝胶贴片的作用。

[0046] 实施例4

[0047] 本实施例中，提供测试实施例2制备的PACG‑gel粘附力的方法，其测试方法如下：

[0048] 将实施例2中制备的PACG‑gel进行粘附力测试，设置探测器的恒定拉伸速度为10μm/s，用流变仪测试测试其拉开到PACG‑gel断裂的粘附力。

[0049] 图5为PACG‑gel的粘附力拉伸曲线。得到最大粘附应力达到1.58N，且拉伸形变较大，表明其能够紧密粘附并贴合组织，满足口腔湿态环境中凝胶贴片的粘附的需求。

[0050] 实施例5

[0051] 本实施例中，提供测试PACG‑gel剥离应力的方法，其测试方法如下：

[0052] 取合适尺寸的猪舌分别粘附在两个T型夹具上，将PACG‑gel置于下层猪舌上，随后启动质构仪压紧10s后拉伸进行测试，记录PACG‑gel拉断时的剥离应力。

[0053] 图6为PACG‑gel的剥离应力曲线。对猪舌的剥离应力测试表明，与商用蜂胶口腔贴片产品相比，PACG‑gel的剥离应力强一倍，表明其在湿态组织表面的强大粘附性，使凝胶口腔贴片能够在口腔湿态环境中保持粘附。

[0054] 实施例6

[0055] 本实施例中，提供载药口腔凝胶双层贴片(Dex‑loaded PACG/MeGG‑gel)和载药口腔凝胶单层贴片(Dex‑loadedPACG‑gel)的制备方法，其制备步骤如下：

[0056] 取1‑2g PACG、0.05‑0.1g HAp、0.5‑1g醋酸地塞米松(Dex)和0.05‑0.1g光引发剂I2959溶于少量去离子水中，维持50‑60℃提前一晚搅拌均匀。另取0.5‑1g MeGG及0.3‑0.4g光引发剂I2959溶于30‑40mL去离子水中，维持50‑60℃提前一晚搅拌均匀。次日加入适量CaCl2，继续搅拌均匀。将按上述方法得到的PACG溶液和MeGG溶液分别注入模具中，随后在紫外灯下光照交联，成胶后取出样品分别得到载药口腔凝胶双层贴片(Dex‑loaded PACG/MeGG‑gel)和载药口腔凝胶单层贴片(Dex‑loaded PACG‑gel)。

[0057] 实施例7

[0058] 本实施例中，提供测试实施例6制备的载药口腔凝胶贴片体外释药实验的方法，其测试方法如下：

[0059] 将实施例6制备的Dex‑loaded PACG/MeGG‑gel和Dex‑loaded PACG‑gel浸泡在10mLPBS溶液中，置于摇床震荡摇匀(37℃)，在固定时间点(20min、40min、60min、80min、
100min、120min、4h、6h、12h、1d、2d、3d)，分别用UV‑vis测试242nm处吸光度，再根据标准释放曲线计算得到真实浓度，得到累积释药浓度‑时间示意图。

[0060] 图7为载药口腔凝胶贴片的累积释药浓度‑时间示意图，结果发现PACG‑gel在40min内药物突释达到0.0158mg/mL，PACG/MeGG‑gel在40min内药物突释达到0.0284mg/mL。
二者都能在6h内保持较高的药物累积释放浓度，表明这种凝胶贴片材料具有较好的药物突释能力和药物释放效果。

[0061] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。