[发明专利]一种柔性导电抗菌材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性导电抗菌材料及其制备方法，属于柔性生物电子材料领域。解决了现有技术中使用硬质电极难以刺激整个伤口，并且ES疗法缺乏控制感染的能力等问题。本发明制备了聚苯胺‑磺酸透明质酸(SHA)水凝胶。在弱碱性生理条件下，水凝胶网络中的SHA可以原位掺杂聚苯胺并维持其导电性，掺杂的PANI带正电荷，对革兰氏阳性菌具有较强的抗菌活性。此外，外源ES能增强水凝胶的抗菌活性。本发明制备的水凝胶能够完全覆盖伤口，具有与人体组织类似的导电性、良好的生物相容性与抗菌性，可以用来制备柔性导电敷料等产品。

技术领域

本发明属于生物材料领域，尤其涉及一种柔性导电抗菌材料及其制备方法。

背景技术

3个月内无法愈合的伤口可能会恶化为慢性伤口，严重威胁人类健康。慢性伤口包括糖尿病足溃疡、下肢静脉溃疡和压疮。伴随着人口老龄化、体重增加以及日益增多的继发于糖尿病、静脉功能不全等疾病的并发症，慢性创面患病人数显著增多。据估计大约1％的人在其一生中可能发生腿部溃疡。仅美国，每年就有300～600万慢性创面患者，治疗这些创面的花费将近50～100亿美元。在中国，根据流行病学研究结果，外科住院病人中慢性创面的比率约为1.5％到20.3％，给公共卫生系统和社会带来了巨大的经济负担。

慢性伤口的微环境包含坏死组织碎片，有利于细菌附着和生长。附着的细菌可以增殖形成生物膜，随后扩散到周围组织，发展为系统性感染。伤口感染延长了炎症和延迟愈合，而伤口愈合迟缓，反过来又增加了细菌感染的风险，进一步阻碍愈合。在极端危及生命的病例中，需要截肢远端肢体。

感染的处理是慢性伤口管理的关键，常用的临床技术包括细致的清创、抗生素使用和局部抗菌治疗。然而，目前的技术对抗生物膜引起感染仍然是一个巨大的挑战。手术清创不能完全清除伤口上的细菌，大多数情况下生物膜会在3天内重新出现。长期使用抗生素可能会引起细菌的抗生素耐药性和其他不良副作用，包括胃肠道症状、皮疹、鹅口疮、线粒体功能损伤。因此，研究人员正在寻找可以取代传统抗生素的新型抗菌素。

带正电荷的物质由于产生细菌耐药性的可能性低和抗菌效果高，是很有前途的抗菌剂。带正电荷的抗菌剂与带负电荷的细菌细胞之间的静电吸引可能会破坏细胞壁，导致细胞质泄漏。然而，常用的阳离子抗菌剂在生物医学应用中存在一些局限性，如毒性(如Ag+)和成本高(如特殊设计的抗菌肽)。

除了治疗感染，慢性伤口治疗的另一个挑战是加速伤口闭合。目前的临床策略包括清创、负压治疗和皮瓣修复。但这些治疗至少存在一项缺点，即治疗时间长、费用高、疗效差。相比之下，电刺激(ES)治疗因其有效、低成本和安全而受到越来越多的关注。然而，临床使用的ES设备通过硬质电极将刺激传递到伤口，不能完全适应柔软的伤口组织。因此，电流不能刺激整个伤口区域，尤其是形状不规则的大伤口。而且现有的材料缺乏抗菌性能，对感染的慢性伤口作用较差。

发明内容

针对现有技术中使用硬质电极难以刺激整个伤口，并且ES疗法缺乏控制感染的能力等问题，本发明提供一种柔性导电抗菌材料及其制备方法，其目的在于：。

为简化描述，本发明中对以下术语进行缩写简化：

ES：电刺激；HA：透明质酸；OHA：氧化透明质酸；SHA：磺化透明质酸；PANI：聚苯胺；MBAA：N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，NaIO₄：碘酸钠。

本发明采用的技术方案如下：

一种柔性导电抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：在100ml溶剂中加入0.5-1g的HA配制成HA溶液，在30ml溶剂中加入0.5-1g的NaIO₄配制成NaIO₄溶液，将HA溶液与NaIO₄溶液混合，在室温、无光条件下搅拌3～7h，向混合溶液中加入乙二醇猝灭未反应的NaIO₄，搅拌2～3h，去除碘酸钠和甲醛，得到OHA；