医用导电水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种医用导电水凝胶及其制备方法与应用。本发明专利技术医用导电水凝胶包括水溶性高分子材料8.00‑20.00％、α‑磷酸氢锆0.05‑2.00％、盐类电解质0.20‑10.00％、水68‑91％。本发明专利技术医用导电水凝胶通过在水溶性高分子材料中分散α‑磷酸氢锆和溶解盐类电解质，通过α‑磷酸氢锆和溶解盐类电解质与水溶性高分子材料的协同作用，使得本发明专利技术医用导电水凝胶具有优异的生物相容性和导电性，能够被用于医用领域。另外，其制备方法不需热压成型，有效简化了其制备工艺，降低了生产成本，安全环保。

Medical conductive hydrogels and their preparation methods and Applications

The invention discloses a medical conductive hydrogel and a preparation method and application thereof. The medical conductive hydrogel includes 8 water soluble polymer materials, 20%, alpha zirconium hydrogen phosphate 0.05, 0.20 salt electrolyte 10%, and 68 water 91%. By dispersing alpha zirconium hydrogen phosphate and dissolved salt electrolytes in water-soluble polymer materials, the medical conductive hydrogel has an excellent biocompatibility and conductivity by the synergistic action of alpha zirconium hydrogen phosphate and dissolved salt electrolytes and water-soluble polymer materials, so that the medical conductive hydrogel has excellent biocompatibility and conductivity. Used in the medical field. In addition, the preparation method does not need hot pressing, effectively simplifies the preparation process, reduces the production cost, and is safe and environmental friendly.

【技术实现步骤摘要】
医用导电水凝胶及其制备方法与应用
本专利技术属于水凝胶
，具体涉及一种医用导电水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
导电水凝胶是一种智能水凝胶，其通过共聚、交联、接枝、掺杂等方式使电活性分子在高亲水性凝胶内部网络结构形成，集合了凝胶特性和电活性特性。凝胶成分赋予复合材料高亲水性、溶胀性、良好的生物相容性以及小分子在三维网络结构中的高扩散性。电活性分子使得复合材料拥有高导电性、电化学氧化还原性、电机械转换性等。二者相结合突破了许多电活性材料不能用于生物基体的瓶颈，在医疗器械领域具有重要的应用价值。然而，现有技术中的导电水凝胶品种很多，通常以凝胶材料为基底，导电高分子、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、金属纳米颗粒等通过共混、掺杂等方法制备。如在当前公开的一种生物相容的光热响应自愈合导电水凝胶，其是将N,N-二甲基丙烯酰胺单体、引发剂过硫酸钾和加速剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺的配制成单体溶液，然后将石墨烯水凝胶浸泡于上述单体溶液中进行溶液置换，静置，最后在室温下引发聚合反应制得。该公开的导电水凝胶以石墨烯作为三维网络骨架，石墨烯还原程度高，化学稳定性好，电导率高，机械强度高，光热转换效果好，并赋予水凝胶在体温范围内及近红外光照射下表现出良好的自愈合性能。但是现有导电水凝胶存在导电剂易发生团聚等现象而分散不均，从而导致水凝胶导电、机械等性能不稳定，生物兼容性不理想。而且一般不能够直接被用于医用领域，如果用于医用领域，则需要另外添加抗菌成分，而且现有导电水凝胶颜色不可控以及导电材料价格高昂等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种医用导电水凝胶其制备方法，以解决现有导电水凝胶生物相容性不理想，导电性不稳定的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一方面，提供了一种医用导电水凝胶。所述医用导电水凝胶包括如下质量百分比的组分：本专利技术的另一方面，提供一种医用导电水凝胶的制备方法。所述医用导电水凝胶的制备方法包括以下基本步骤：按照本专利技术医用导电水凝胶所含的组分及其比例分别量取包含水溶性高分子材料、α-磷酸氢锆和盐类电解质原料以及水；将α-磷酸氢锆分散到水中，形成α-磷酸氢锆分散液；将水溶性高分子材料在80-120℃下分散到水，配制水溶性高分子材料悬浮液；将所述水溶性高分子材料悬浮液温度降至50℃以下，并加入所述α-磷酸氢锆分散液和盐类电解质进行混料处理，形成混合物体系；将所述混合物体系加入至定型容器中进行循环冷冻处理-解冻处理。本专利技术的又一方面，提供了一种本专利技术医用导电水凝胶心电、脑电、肌电电极领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术医用导电水凝胶通过在水溶性高分子材料中引入纳米材料α-磷酸氢锆，α-磷酸氢锆与水溶性高分子材料通过氢键作用，达到物理交联，以增强水凝胶力学性能。易溶性盐类电解质掺杂在水溶性高分子材料中起到离子导电的作用。通过α-磷酸氢锆和易溶性盐类电解质的水溶性高分子材料的协同作用，使得本专利技术医用导电水凝胶具有优异的生物相容性和导电性，能够应用于医用领域。本专利技术医用导电水凝胶制备方法采用循环冷冻-解冻处理，使得含有α-磷酸氢锆和盐类电解质的水溶性高分子材料混合溶液形成合成出可用于医用的导电水凝胶，并使得本专利技术医用导电水凝胶具有优异的生物相容性和导电性，而且经济成本低。另外，本专利技术制备方法不需热压成型，有效简化了其制备工艺，降低了生产成本，安全环保。正是由于本专利技术医用导电水凝胶具有优异的生物相容性和导电性，且经济成本低，有效扩展了其在医用领域中的应用，提高了其与人体接触的生物相容性，而且提高了其对信号收集的灵敏度。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例说明书中所提到的相关成分的质量不仅仅可以指代各组分的比例关系，也可以表示各组分间质量的具体含量。因此，只要是按照本专利技术实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本专利技术实施例说明书公开的范围之内。具体地，本专利技术实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。本专利技术实施例提供一种具有优异生物相容性和导电性的医用导电水凝胶。本专利技术医用导电水凝胶包括如下质量百分比的组分：其中，上述医用导电水凝胶所含的水溶性高分子材料为凝胶基质。在一实施例中，水溶性高分子材料为壳聚糖及壳聚糖衍生物、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、卡波姆、聚乙烯醇、聚丙烯酸、明胶、海藻酸钠、聚乙二醇中的一种或两种以上。选用该些水溶性高分子材料作为合成水凝胶的单体，其无毒安全，价格低廉，具良好的生物相容性，与皮肤具有可接触性，是制备传统水凝胶的理想原料，经纳米材料增强和引入导电离子后能够满足医用导电水凝胶的应用要求。上述医用导电水凝胶所含的α-磷酸氢锆是规整的六边形片状结构，表面含有大量-OH，与水溶性高分子材料中的羟基形成氢键起到物理交联的效果，循环冷冻-解冻起到了增强氢键的作用，使得所制备的纳米复合水凝胶具有优异的力学性能，能够满足医用要求。在一实施例中，所述α-磷酸氢锆的粒径为100～500nm。该粒径的α-磷酸氢锆能够在上述医用导电水凝胶中均匀分散，提高上述医用导电水凝胶的力学性能和机械强度。上述医用导电水凝胶所含的盐类电解质由于其电解质特性，其能够在凝胶中以离子形式分散，从提赋予上述医用导电水凝胶良好的抗菌效果，优异的导电性能，使得上述医用导电水凝胶导电特定稳定。在一实施例中，该盐类电解质为NaCl、Na2SO4、NaNO3、KCl、K2SO4、KNO3、AgNO3中的一种或两种以上。上述医用导电水凝胶所含的水可以选用医用的水，如去离子水。在上述各实施例的基础上，上述医用导电水凝胶还包含色素。该色素的添加量可以根据上述医用导电水凝胶的应用需求进行调节，如在一实施例中，所述色素在上述医用导电水凝胶的含量为0.01-0.5‰。在具体实施例中，所述色素为亚甲基蓝、苋菜红、胭脂红中的一种或两种以上。因此，上述医用导电水凝胶通过在水溶性高分子材料中分散α-磷酸氢锆和易溶性盐类电解质，通过α-磷酸氢锆和溶解盐类电解质与水溶性高分子材料的协同作用，使得本专利技术医用导电水凝胶具有优异的生物相容性和导电性，提高了其在医学界的应用价值，而且经济成本，安全环保。相应地，本专利技术实施例还提供了本专利技术实施例医用导电水凝胶的一种制备方法。所述医用导电水凝胶的制备方法包括如下步骤：S01：按照上文本专利技术医用导电水凝胶所含的组分及其比例分别量取包含水溶性高分子材料、α-磷酸氢锆和盐类电解质原料以及水；S02：将步骤S01量取的α-磷酸氢锆分散到水中，形成α-磷酸氢锆分散液；S03：将步骤S01量取的水溶性高分子材料在80～120℃下分散到水，配制水溶性高分子材料悬浮液；S04：将步骤S03配制的水溶性高分子材料悬浮液温度降至50℃以下，并加入步骤S02配制的α-磷酸氢锆分散液和盐类电解质进行混料处理，形成混合物体系；S05：将步骤S04配制的混合物体系加入至定型容器中进行循环冷冻处理-解冻处理。具体地，上述步骤S01中称取各组分原料均如上文医用导电水凝胶中所含的组分和含量，为了节约篇幅，在此不再赘述。上述步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用导电水凝胶，包括如下质量百分比的组分：

【技术特征摘要】
1.一种医用导电水凝胶，包括如下质量百分比的组分：2.根据权利要求1所述的医用导电水凝胶，其特征在于：所述α-磷酸氢锆的粒径为100nm-500nm。3.根据权利要求1所述的医用导电水凝胶，其特征在于：所述水溶性高分子材料为壳聚糖及壳聚糖衍生物、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、卡波姆、聚乙烯醇、聚丙烯酸、明胶、海藻酸钠、聚乙二醇中的一种或两种以上；和/或所述盐类电解质为NaCl、Na2SO4、NaNO3、KCl、K2SO4、KNO3、AgNO3中的一种或两种以上。4.根据权利要求1-3任一所述的医用导电水凝胶，其特征在于：所述医用导电水凝胶还包含色素。5.根据权利要求4所述的医用导电水凝胶，其特征在于：所述色素的含量为0.01-0.5‰；和/或所述色素为亚甲基蓝、苋菜红、胭脂红中的一种或两种以上。6.一种医用导电水凝胶的制备方法，包括如下步骤：按照权利要求1-5任一所述的医用导电水凝胶所含的组分及其比例分别量取包含水溶性高分子材料、α-磷酸氢锆和盐类电解质原料以及水；将α-磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：包磊，
申请(专利权)人：深圳市前海未来无限投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44