本发明涉及一种复合水凝胶补片的制备方法，涉及生物医药领域，具体涉及一种可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法及其应用。
背景技术：
1、临床上由于外伤、肿瘤以及医源性操作引起的气管支气管损伤会严重危害患者生命健康，而气管损伤后的移植和重建是一项复杂且重大的手术。气管切除并端端吻合是目前气管重建的金标准，但仅限于病变气管段不超过成人总气管长度1/2或小儿1/3。由于气管是由复杂多层结构组成，在气管表面覆有纤毛上皮，外表面有平滑肌、血管等结缔组织，直接进行纵向缝合易引起医源性气管狭窄及其他并发症；其次，当气管病变超过最大限度，气管重建十分困难。因此，寻找一种合适的气管缺损修补方法对气管损伤修复重建具有十分重要的意义。
2、目前在临床上找到合适的气管替代物或寻求气管的自体组织再生是可考虑的途径，如同种异体气管、自体组织、人工材料、组织工程气管移植。同种异体气管移植，软骨坏死、血供不足、免疫排斥反应是导致移植手术失败的主要原因；自体移植，如何将整段组织用于气管重建、对于大范围的气管缺损修补以及结构支撑上仍需要研究；各种天然材料和人工材料在研究应用中都由于支架移位、痰液潴留、支气管肺感染等情况导致移植失败；组织工程气管移植是解决人工气管替代物的主要技术路径之一，但仍处于起步阶段，仍存在许多问题，如长期功能维持未解决、在原位移植后直接获得血供或血管化较为困难等。
3、甲基丙烯酸化明胶gelma(gelatin methacrylate)具有紫外光下快速交联固化的能力，同时保有水凝胶优良的生物相容性以及包裹细胞的强大能力，有利于组织再生和创伤愈合过程中细胞的迁移和生长。但gelma存在组织黏附性差、机械性能不足等缺点。
技术实现思路
1、为了解决背景技术中存在的问题，本发明所提供一种可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法及其应用。本发明受海洋生物贻贝材料启发的水凝胶材料为粘性敷料的开发提供了新的思路。盐酸多巴胺da(dopamine)中富含大量的活性类物质可和多种官能团发生化学发应，与底物表面产生强共价结合的作用，提升粘附力。细菌纤维素bc(bacterial cellulose)具有良好的生物相容性、高杨氏模量和优异的保水性，可提高水凝胶的力学性能。本发明复合水凝胶补片应用相较于手术修补气管缺损操作简单安全，患者可接受度高，痛苦少；使用的复合水凝胶补片可在气道上皮细胞完成修复后脱落，其良好的生物相容性可在机体内降解且不会引起窒息。
2、本发明采用的技术方案是：
3、一、一种可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法：
4、1)将磷酸盐缓冲盐溶液pbs(phosphate buffered saline)、甲基丙烯酸化明胶gelma、光引发剂、盐酸多巴胺da、细菌纤维素bc和交联剂混合制备获得复合水凝胶前驱体。
5、2)将复合水凝胶前驱体在紫外光照射下原位固化成型得到复合水凝胶补片。
6、所述的步骤1)具体如下：
7、1.1)将甲基丙烯酸化明胶gelma在磷酸盐缓冲盐溶液pbs中搅拌均匀混合后获得gelma溶液，然后将光引发剂加入gelma溶液中均匀搅拌混合后获得gelma预混液。
8、1.2)将gelma预混液、盐酸多巴胺da和交联剂在2-吗啉乙磺酸mes(2-morpholinoethanesulphonic acid)缓冲液中均匀搅拌混合，然后透析冻干后获得gelma-da粉末。
9、1.3)将gelma-da粉末在磷酸盐缓冲盐溶液pbs中搅拌均匀混合后获得gelma-da溶液，然后将细菌纤维素bc加入gelma-da溶液中均匀搅拌混合后获得复合水凝胶前驱体。
10、所述的步骤1.1)中，gelma溶液的浓度为5％w/v-20％w/v；光引发剂为苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂lap或irgacure2959；光引发剂的浓度为0.5％w/v-2％w/v。
11、所述的步骤1.2)中，盐酸多巴胺da的浓度为1wt％，交联剂的浓度为0.4wt％-0.6wt％。
12、所述的步骤1.2)中，交联剂包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺edc(1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide)和n-羟基丁二酰亚胺nhs(n-hydroxysuccinimide)，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺edc的质量和n-羟基丁二酰亚胺nhs的质量的比值为0.5-2。
13、所述的步骤1.2)中，2-吗啉乙磺酸mes(2-morpholinoethanesulphonic acid)缓冲液的ph保持在5.0-6.0。
14、所述的步骤1.3)中，gelma-da溶液的浓度为5％w/v-20％w/v，细菌纤维素bc的浓度为0.5％w/v-1.5％w/v。
15、所述的步骤2)中，复合水凝胶前驱体在波长为360nm-405nm的紫外光照射下原位固化成型8min-10min得到复合水凝胶补片。
16、二、一种可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片：所述的复合水凝胶补片由上述所述方法制备而成。
17、三、一种可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的应用：所述应用包括用于气管缺损原位光固化修补。
18、原位修补通过光固化修补水凝胶递送装置递送复合水凝胶前驱体至缺损处，内置紫外光光源原位照射，复合水凝胶前驱体光固化成型，形成覆盖缺损大小的复合水凝胶补片，按压固定。
19、本发明的复合水凝胶补片中，gelma具有紫外光下快速交联固化的能力，同时保有水凝胶优良的生物相容性以及低温自凝的特性，具备类细胞外基质的仿生特性及包裹细胞的强大能力，有利于组织再生和创伤愈合过程中细胞的迁移和生长。光交联后的gelma还可以形成具有一定强度的三维结构，同时还具有细胞黏附位点、基质金属蛋白酶水解位点，有利于细胞的增殖、迁移，负载多种细胞。da中富含大量的活性类物质，其能够粘附于多种底物表面，是由于类似于多巴分子上的酚羟基化学反应所致，发生michael加成或schiff-base反应，从而与底物表面产生强共价结合的作用，粘附力大大得到提升，弥补gelma粘附力弱的缺点。bc具有良好的生物相容性、高杨氏模量、优异的保水性能，同时也有可打印性较好、剪切变稀的特点，在软骨组织工程领域表现出了很大的潜力，弥补gelma力学性能弱的缺点。
20、本发明的有益效果是：
21、1、本发明的复合水凝胶补片可通过递送装置负载进行气管缺损修补，对患者的伤害较轻、可接受度较高，操作过程较方便简单；气道上皮细胞可在该复合水凝胶的保护下增生；且水凝胶可自行脱落，因其良好的生物相容性，可在体内降解，不会引起气管阻塞而致窒息。
22、2、本发明利用原位光固化成型，适应原位修补需要；材料配方具有良好的力学性能，适应不同个体需要；补片具有可靠粘性，避免在如咳嗽等气管运动下脱落出现窒息风险；同时生物相容性好，细胞毒性小，避免对于气管的二次伤害和二次手术风险。
1.一种可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1)具体如下：
3.根据权利要求2所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.1)中，gelma溶液的浓度为5％w/v-20％w/v；光引发剂为苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂lap或irgacure2959；光引发剂的浓度为0.5％w/v-2％w/v。
4.根据权利要求2所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.2)中，盐酸多巴胺da的浓度为1wt％，交联剂的浓度为0.4wt％-0.6wt％。
5.根据权利要求2所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.2)中，交联剂包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺edc和n-羟基丁二酰亚胺nhs，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺edc的质量和n-羟基丁二酰亚胺nhs的质量的比值为0.5-2。
6.根据权利要求2所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.2)中，2-吗啉乙磺酸mes缓冲液的ph保持在5.0-6.0。
7.根据权利要求2所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.3)中，gelma-da溶液的浓度为5％w/v-20％w/v，细菌纤维素bc的浓度为0.5％w/v-1.5％w/v。
8.根据权利要求1所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的制备方法，其特征在于：所述的步骤2)中，复合水凝胶前驱体在波长为360nm-405nm的紫外光照射下原位固化成型8min-10min得到复合水凝胶补片(4)。
9.一种可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片，其特征在于：所述的复合水凝胶补片(4)由权利要求1-8任一所述方法制备而成。
10.根据权利要求9所述的可用于气管缺损原位光固化修补的复合水凝胶补片的应用，其特征在于：所述应用包括用于气管缺损原位光固化修补。
