[发明专利]一种新型黏附抗菌温度耐受功能水凝胶制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种新型黏附抗菌温度耐受功能水凝胶制备方法及应用。采用抗菌高分子与明胶以及丙烯酰胺进行反应制备多功能水凝胶，具有优良的黏附性和力学性能，7天以上持久的抗菌性，在比较宽的温度范围(‑20℃–60℃)内保持各种优良性能，特别是具有宽温度范围下的抗菌性能，能够长期保湿。用于不同环境下急/慢性创面的敷料以及组织再生辅助材料。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种新型黏附、抗菌、温度耐受功能水凝胶的制备及其在糖尿病足伤口敷料方面的应用。

背景技术

糖尿病足是糖尿病患者中最常见的并发症之一，它会增加患者发病，感染，非创伤性截肢，甚至早期死亡的风险。由于高糖的伤口环境，致使糖尿病足成为一种极易被细菌感染的慢性伤口疾病，严重影响了患者的身心健康，也带来了沉重的社会经济负担。在临床治疗中，伤口敷料逐渐成为促进糖尿病足伤口修复的主要策略手段。传统的糖尿病足伤口敷料以静电纺丝纤维、脱脂棉、天然或者合成的纱布(绷带)等干敷料为主，其存在着黏连伤口，愈合慢，易感染以及易结痂等问题。近年来，以水凝胶为主的湿敷料在促进糖尿病足伤口愈合方面展现出极大的潜力，并引起了人们广泛的研究兴趣。水凝胶是一类具有三维立体的高分子网状结构的材料，其多孔结构能够吸收创面渗出液，高的水含量也能保持伤口的湿润性，更好的促进伤口愈合。为了满足更高的需求，水凝胶敷料被赋予了抗菌，黏附，载药等多种功能，能够通过密闭伤口，抑菌等作用来加快糖尿病足伤口的愈合速度。

考虑到处于热带、极地地区等拥有极端温度的地区国家，以及长时间处于野外、边疆等极端环境中的患者，一种温度耐受且能长久保湿的多功能水凝胶敷料是迫切需要的。甘油是一种生物相容性良好的黏稠状液体，在水凝胶体系中加入适量的甘油可以降低水凝胶的凝固点，从而达到抗冻的效果，并且甘油分子可以与水分子以及水凝胶的其余成分之间形成大量氢键，从而极大地减缓水分子在高温条件下的挥发，使水凝胶敷料能够长久保湿。这就使得水凝胶敷料能够在很宽的温度范围(-20℃–60℃)内仍然保持其原有的黏附，抗菌等性质，从而有效的促进糖尿病足伤口的愈合。这也拓展了水凝胶敷料的使用范围，为制备更加多功能的，更具适应性的水凝胶敷料提供了思路。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型黏附、抗菌、温度耐受水凝胶的制备及其在糖尿病足伤口敷料方面的应用。

该方法首先将一定比例的抗菌高分子、明胶、丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺溶解到甘油/水的二元混合溶剂中，混合均匀后采用热聚合的方法形成半贯穿的凝胶网络结构，之后放到4℃冰箱中进一步反应，获得明胶形成的三螺旋结构和聚丙烯酰胺交联结构的双网络结构水凝胶。水凝胶表面丰富的官能团赋予了其良好的黏附性；抗菌高分子的加入，不仅使水凝胶拥有了持久的抗菌性，而且其与聚丙烯酰胺形成超分子弱相互作用构筑互穿网络；另外，本发明的水凝胶组成成分构建了H键、范德华力等相互作用，锁住水分子，获得在宽温度范围-20℃–60℃能保持生物相容性好，无毒和优异的特征机械性能、抗菌性能等各种性能。通过细胞毒性试验，动物试验等进一步证明了该抗菌性水凝胶可以作为伤口敷料用于糖尿病足的伤口修复。结合以上特点，这种新型黏附、抗菌、温度耐受性多功能水凝胶有很大的潜力作为一种新型伤口敷料在糖尿病足等慢性伤口，以及组织工程等生物医学领域大展身手。

本发明所述的新型黏附、抗菌、温度耐受水凝胶的制备方法，其具体步骤如下：

(1)制备水/甘油的体积比为4:1～3:2的混合溶液，取此混合溶液20mL置于圆底烧瓶中，再加入1.0–5.0g明胶，于60℃中连续搅拌30min，待成为均匀溶液后，缓慢加入1.0–4.0g抗菌高分子，继续搅拌20min。冷却至室温后，依次加入4.0–8.0g丙烯酰胺(AM)、4.0–6.0mg N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和80.0–120.0mg过硫酸铵(APS)，搅拌均匀。然后将得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在60℃下反应5h形成半贯穿网络水凝胶。

(2)将上述水凝胶冷却后放置于4℃冰箱中反应30–60分钟后取出，形成最终的多功能双网络水凝胶。