[发明专利]一种智能型导电抗菌水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种智能型导电抗菌水凝胶及其制备方法。该方法包括：将多氨基聚合物溶于水中，得到多氨基聚合物溶液，加入两性离子单体，得到混合液1；往混合液1加入功能单体和交联剂，搅拌，加入光引发剂，搅拌，得到混合液2，将所述混合液2倒入模具中，在紫外光的照射下进行自由基聚合反应，得到凝胶，交联反应，得到所述智能型导电抗菌水凝胶。本发明制备水凝胶的方法操作简单，反应条件温和，成本低。本发明制备得到的水凝胶具有良好导电性能和抗菌性能，在电子皮肤、敷料、药物控释等领域都具有一定的应用前景。

技术领域

本发明属于生物高分子材料技术领域，具体涉及一种智能型导电抗菌水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是具有三维网状结构的高分子材料。具有质软、良好的亲水性，能够吸水溶胀，又不会溶于水的特点。导电的可拉伸水凝胶可以将机械形变和环境刺激转变为电信号。

导电水凝胶可以促进伤口愈合，常用于制备导电水凝胶的方法有添加碳材料、盐溶液，以及使用苯胺、吡咯等本身具有导电性质的聚合物。但是也常面临着水凝胶的生物相容性不佳、填料的分散性不好等问题。Huang等设计了一种基于氯化钠/海藻酸钠/聚丙烯酸/丙烯酰胺的水凝胶，该水凝胶充当仿生电子皮肤具有生理信号响应性(温度、汗水、湿气等)，也可用于检测人体运动，记录写字、吹气、水滴滴落等微小变化的电阻变化。(MultipleStimuli Responsive and Identifiable Zwitterionic Ionic Conductive Hydrogelfor Bionic Electronic Skin.Advanced Electronic Materials,2020,6(7),2000239)。Wu等开发了一种聚电解质水凝胶，该水凝胶通过N，N-二甲基(甲基丙烯酰氧乙基)铵基丙磺酸内盐和丙烯酸聚合得到，制备方法简单，具有良好的机械性能、自修复性能，能够感应温度的变化。(Asupramolecular biomimetic skin combining a wide spectrum ofmechanical properties and multiple sensory capabilities.Nature Communication,2018,9(7),1134)。但是以上开发的凝胶，应用于仿生电子皮肤领域，其生物防污、抗菌等性能需要进一步研究。

两性离子基团对非特异性蛋白吸附具有较好的抵抗力，其表面也可以响应外部环境而表现出抗菌能力，常用来制备生物相容性的水凝胶。中国发明专利申请CN108192020A公开了一种聚乙烯醇和两性离子聚合物制备的智能水凝胶，该凝胶具有形状记忆和抗污性能。Fang等使用甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱和丙烯酸酯化的普兰尼克胶束制备得到一种新型的水凝胶敷料，可以通过机械响应对药物进行控制释放，对细胞表现出良好的生物相容性，具有抗菌和防污性能。(Mechano-Responsive,Tough,and AntibacterialZwitterionic Hydrogels with Controllable Drug Release for Wound HealingApplications.ACS Applied MaterialsInterfaces 2020,12(47),52307)。以上制备的凝胶具有智能响应性能，但是凝胶作为药物载体，其应用范围具有一定的局限性，不能实现在复杂环境中的精准释放。

目前制备具有导电、生物相容性、粘附性能这些单一功能水凝胶的方法多样，而多功能的智能水凝胶在满足实际应用的需求方面更具有优势。但是，大多制备多功能水凝胶所采用的原料种类多样且不能避免使用有毒试剂，制备方法复杂。这在很大程度上限制了对水凝胶性制备的可重复性、在恶劣环境下的适应性以及应用的范围。因此，需要设计采用性能优异的材料以及简单的制备策略，从而获得同时具有导电、抗菌等智能的多功能水凝胶，可以作为伤口敷料、药物载体等应用于复杂的环境中。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种智能型导电抗菌水凝胶及其制备方法。

本发明的目的在于利用两性离子制备一种高分子水凝胶，同时具有抗菌、导电等良好性能。