[发明专利]一种电致发光诱导光动力抗菌治疗的柔性水凝胶伤口敷料

说明书

本发明公开了一种电致发光诱导光动力抗菌治疗的柔性水凝胶伤口敷料，其由电致发光材料、光敏剂、水凝胶和供电体系构成，其中电致发光材料和光敏剂共自组装形成纳米粒子负载于水凝胶中。本发明柔性水凝胶伤口敷料在电场激发下，电致发光材料所发射出的荧光能够被光敏剂吸收进而产生活性氧簇，高效杀灭细菌；采用不同供电方式，比如：柔性电池、纳米摩擦发电机、体液发电、微流体发电等，解决了柔性水凝胶伤口敷料的供电问题，提高了其便携性、可穿戴、舒适性和实用性。本发明以光动力抗菌治疗为基点，糅合柔性电子技术优势，为光动力抗菌治疗临床应用提供了新思路，有效缓解严峻的细菌耐药性问题。

技术领域

本发明属于生物医学材料领域，涉及一种电致发光诱导光动力抗菌治疗的柔性水凝胶伤口敷料。

背景技术

由于抗生素的过度使用和滥用，耐药微生物菌株不断涌现，导致感染类疾病的死亡率不断增加。一项抗生素耐药评估项目预测，若不及时采取有效行动，2050年全球每年因细菌耐药性导致的死亡人数将会上升至一千万。虽然人们仍在竭尽全力地开发新的抗生素，但其研发速度远远落后于病原微生物的变异速度，耐药性问题非但没有得到解决反而日益严峻，甚至出现了对多种抗生素都有耐药性的“超级细菌”，因此探索不易产生耐药性的高效抗菌药物和技术手段迫在眉睫。

相较于抗生素治疗，光动力抗菌治疗(Photodynamic Antibacterial Therapy，PDAT)主要是利用适当波长的光源照射光敏剂产生活性氧簇(Reactive oxygen species，ROS)，从而氧化破坏病原微生物的磷脂、酶、蛋白质和DNA等生物大分子。由于不需与病原微生物的特定部位粘附结合，致病菌不易通过阻断或减少吸收、增加代谢及药物排泄等方式对PDAT产生耐药性。虽然PDAT在抗菌方面表现出较高的活性，但其通常需要外部光源，目前仅限临床使用，在人们的日常生活中还很难实现普及。

近年来，柔性电子材料因其便携性、延展性、柔韧性等优点在信息、能源、国防和医疗方面具有广泛应用。在生物医疗方面，柔性电子材料的应用主要集中在生物传感器方面，通过检测人体的生理活动，包括较大幅度的手、胳膊和腿的弯曲移动以及较小幅度的呼吸、吞咽、发声时肌肉震动、血压和眼压等，以信号传导的形式将生理活动信号转换为可视的电信号，在人体临床诊断、健康评估、健康监测等方面表现出很大的应用潜力。柔性电子这一颠覆性科技形式的兴起为医疗健康领域注入了新的活力，通过从光电结合、多功能集成和柔性可穿戴等方面进行系统性深入研究，实现柔性电子与PDAT一体化，为解决PDAT领域目前所存在的问题提供了新思路。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对细菌感染伤口，在电场作用下能够实现电致发光诱导的高效PDAT，进而促进伤口愈合，本发明提供了一种便携、可穿戴、舒适的柔性水凝胶伤口敷料。

针对上述目的，本发明所述的电致发光诱导光动力抗菌治疗的柔性水凝胶伤口敷料由电致发光材料、光敏剂、水凝胶和供电体系构成，其中电致发光材料和光敏剂共自组装形成纳米粒子负载于水凝胶中。

上述柔性水凝胶伤口敷料中，优选100重量份水凝胶上负载0.01～0.03重量份的电致发光材料、0.01～0.03重量份的光敏剂。

上述水凝胶选自海藻酸钠水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶、壳聚糖水凝胶、聚乙烯醇水凝胶中的任意一种或多种。

上述电致发光材料选自红荧烯、香豆素、吡咯并吡咯烷酮衍生物中的任意一种或多种。

上述光敏剂选自孟加拉玫瑰红、酞菁、卟啉、竹红菌素、二氢卟吩及其衍生物中的任意一种或多种。

上述的供电体系选自柔性电池、纳米摩擦发电机、生物燃料电池、微流体发电机、压电式纳米发电机中的任意一种或多种，其中，供电体系的正负极通过导线电极片相连接。

本发明的柔性水凝胶伤口敷料是在制备水凝胶的过程中加入电致发光材料、光敏剂，然后将所得水凝胶裁剪成敷料贴片，通过电极片和导线与柔性电池相连接，组装而成的一体化产品。