[发明专利]一种具有光热抗菌及促愈效果的棉纱布增强水凝胶导电敷料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有光热抗菌及促愈效果的棉纱布增强水凝胶导电敷料及其制备方法。本发明的制备方法包括：(1)制备聚多巴胺改性氧化石墨烯；(2)在海藻酸钠水溶液中加入交联剂、聚多巴胺改性氧化石墨烯混合均匀，将棉纱布放置在该溶液中密封并静置，得到棉纱布增强水凝胶；(3)将(2)制备的水凝胶浸没于氯化铁溶液，随后在冰浴条件下浸于吡咯单体溶液中，最后得到棉纱布增强水凝胶导电敷料。该敷料具有良好的机械性能、光热抗菌性能、导电性能、吸水保湿性能、抗氧化活性和生物相容性，为伤口提供必要的力学支撑的同时，满足伤口愈合过程中对医用敷料的非抗生素光热抗菌、导电促愈合的功效要求，可用于易感染伤口的治疗和管理。

技术领域

本发明涉及一种具有光热抗菌及促愈效果的棉纱布增强水凝胶导电敷料及其制备方法，属于生物医用纺织材料技术领域。

背景技术

皮肤是人体最大的器官，它可以调节体温，保护内部器官免受外部物理和化学物质侵害，为病原体和微生物提供物理屏障，并防止体液无节制流失。一旦受到创伤产生伤口，皮肤屏障会被破坏，皮肤正常生理功能受到影响。而伤口在愈合过程中，尤其是慢性伤口容易受到病原菌的感染，从而影响组织修复、延缓愈合过程。这些问题增加了伤口患者的痛苦和死亡率，而对于伤口的抗菌、促愈合治疗也大大加重了社会的医疗负担。

针对伤口愈合缓慢的问题，鉴于人体内部具有内源性生物电系统，研究者发现在伤口处施加生物电刺激和生物电池，或使用导电高分子等材料覆盖伤口等方式可有效促进伤口愈合。其中，导电高分子水凝胶兼具导电高分子优异的电学性能，可促进伤口细胞的迁移和伤口的愈合，以及水凝胶独特的吸水保湿性能，可为伤口提供有利于愈合的湿性环境，能紧密贴合却不粘连伤口，因此导电水凝胶十分适用于伤口敷料。目前研究的导电水凝胶材料有聚吡咯、聚苯胺和聚乙烯二氧噻吩等，其可与聚乙烯醇、明胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺等高分子形成互穿型网络水凝胶。但水凝胶敷料通常具有力学性能不佳的问题，作为敷料使用时需要进一步考虑增强其力学性能。

在目前使用的敷料中，棉纱布、棉绷带作为传统的纺织基材敷料使用最为广泛，并具有力学性能好、价格便宜、材料易得等优点，但其在伤口干燥时易与伤口粘连，且易被渗出物污染而感染伤口，不具有促进伤口愈合功效。基于导电水凝胶和传统棉纱布敷料各自的优势和存在的问题，可通过物理或化学方式将二者复合，发挥二者优势，制备具有良好导电性能、生物相容性、力学性能的医用敷料。现有改善水凝胶机械性能的方法包括添加纳米材料(CN109705406、CN 109054315)、设计双网络结构(CN 106589410、CN108721688)等，利用棉纱布增强水凝胶敷料的研究未见相关专利报道。

对于伤口感染问题，在当前所采用的抗菌方式中，抗生素使用最为广泛，但目前大量使用甚至滥用抗生素易导致细菌产生耐药性。光热抗菌法是通过光热剂可吸收能够到达人体深层内部的近红外光，并将光能转变为热能，通过高温破坏细菌的蛋白质达到抗菌的效果。这种方法具有避免细菌产生耐药性、抗菌广谱性、抗菌高效性和安全性等诸多优点。目前，光热剂在敷料中的研究主要包括光热消融肿瘤细胞、利用光热效应促进药物释放或/和协同抗生素、促愈合药物实现有效抗菌、促愈合等。专利CN 110384654在水凝胶中负载了硫化铜@多巴胺纳米粒子，利用光热性能和放疗作用治疗癌细胞，同时联合黄芪甲苷促进术后伤口愈合作用；专利CN 109276538公开了一种光热响应载药水凝胶的设计合成方法，基于光照情况下硫化铜可产生热能促使水凝胶中药物分子快速扩散释放到作用位点；专利CN111773429在水凝胶敷料网状结构内搭载二硫化钨光热材料和环丙沙星抗菌药物，用以提高敷料的抗菌性能。因此，已有应用于伤口管理的光热敷料仍需与抗菌、促愈合药物相结合以达到伤口治疗效果，本质上无法实现非抗生素方式的光热抗菌促愈合。

基于医用敷料现状，亟需一种具有良好机械性能、光热抗菌性能、导电性能、吸水保湿性、抗氧化活性、生物相容性的综合性强的水凝胶导电敷料，为伤口提供必要的力学支撑的同时，满足伤口愈合过程中对医用敷料的非抗生素抗菌、导电促愈合的功效要求，实现对易感染伤口的治疗和管理。

发明内容