一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料及其制备方法技术

一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料，由聚乙烯醇1‑50％，壳聚糖0.5‑30％，石墨烯0.001‑2％，酸0.1‑1％，交联剂0.001‑0.1％和余量水组成，其制备方法是：分别将聚乙烯醇、石墨烯溶解在水中、将壳聚糖溶解在低含量酸溶液中，得到各自的均匀分散液；将聚乙烯醇溶液与壳聚糖酸溶液混合后加入到石墨烯分散液中形成复合溶液，加入交联剂，得到聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯混合分散液，将其浇注成型，先预凝胶再烘干得产物。本发明专利技术制备过程不含有机溶剂，更加环保，产品具有良好的生物相容性、安全性、透气性、力学性能和抗菌效果，能减少伤口感染、促进愈合。

A polyvinyl alcohol/chitosan/graphene composite dressing and its preparation method

A polyvinyl alcohol/chitosan/graphene composite dressing is composed of polyvinyl alcohol 1_50%, chitosan 0.5_30%, graphene 0.001_2%, acid 0.1_1%, crosslinking agent 0.001_0.1% and residual water. The preparation method is that polyvinyl alcohol and graphene are dissolved in water and chitosan is dissolved in low-content acid solution respectively to obtain their uniform dispersions. The mixture of alcohol solution and chitosan acid solution was added to the dispersion solution of graphene to form a composite solution, and then crosslinking agent was added to obtain polyvinyl alcohol / chitosan / graphene dispersion dispersion. The preparation process of the invention does not contain organic solvents and is more environmentally friendly. The product has good biocompatibility, safety, air permeability, mechanical properties and antimicrobial effect, and can reduce wound infection and promote healing.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料及其制备方法
本专利技术涉及材料应用领域，具体是一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料及其制备方法。
技术介绍
皮肤是人体最大的器官，占人体体重的4％～6％，由表皮、真皮以及皮下组织构成。作为人体和外部环境的屏障，皮肤对保护人体内环境稳定性起着重要作用。人工皮肤是指利用工程学和细胞生物学的原理和方法，在体外人工研制的皮肤代用品，用来修复、替代缺损的皮肤组织。可以起到保护创面、防止体液和蛋白质大量流失、抵御细菌侵入、促进肉芽和上皮细胞正常生长，并给增殖细胞提供支撑的作用。当人体皮肤出现损伤时，人工敷料或者人工皮肤的使用能够减轻患者的伤痛，促进伤口的愈合。以天然高分子材料或合成高分子材料来制备仿生人工皮肤的产品开发一直备受人们的关注。早在1977年，Yannas在专利US4060081中就公布了一种由萃取牛的I型胶原蛋白(肌腱)及氨基多糖(硫酸软骨素)交联形成的一种具有双层的人工皮肤，目前已成功商业化。虽然其具有一定的促进伤口愈合的能力，但是其在实际应用过程中具有一定的缺点如不能长期使用，力学强度较差，需要定期更换上层硅橡胶，易造成伤口感染且增加了患者的痛苦。在US6900055B1中公开了一种用于细胞和组织生长的多孔硅橡胶制品的制备方法。类似专利如在CN107488268A，U.S.Pat.No2010/0075056A1,CN107312188A专利中都介绍了一种双层人工皮肤的制备方法，都具有很好的透气性和促进伤口愈合的能力，但是在制备过程中都引入了有机溶剂，不符合绿色环保的理念。石墨烯是由单原子厚碳原子紧密堆积成蜂窝状二维(2D)材料，其具有良好的机械性能，热性能和电性能，使得其得到广泛的应用。石墨烯表面还有大量的羧基，羟基等亲水性基团，使得其能在水中稳定分散和形成稳定均一的溶液。研究人员研究了石墨烯的生物相容性，细胞毒性和抗菌性，研究结果表明石墨烯具有优越的生物相容性，其独特的纳米结构使其具有很好的抗菌性，并且不会对细菌产生耐药性，同时研究结果表明石墨烯能够有效的促进细胞增殖。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料及其制备方法，通过聚乙烯醇壳聚糖与石墨烯的复合，采用直接铸膜方法制备的复合伤口敷料，具有良好的力学性能、抗菌性，很好的透气性、吸收渗液性能和促进伤口细胞增殖，从而能够加速伤口愈合；同时解决了目前人工皮肤敷料在制备过程中的溶剂污染、制备过程复杂、力学性能差、抗菌抑菌功能不强的问题。本专利技术采用的技术方案是：一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料，由以下质量百分数的原料构成：聚乙烯醇1-50％，壳聚糖0.5-30％，石墨烯0.001-2％，酸0.1-1％，交联剂0.001-0.1％和余量水。进一步的，所述石墨烯选自单层氧化石墨烯、少层氧化石墨烯、还原石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯气凝胶微球、氧化石墨烯气凝胶微球、还原氧化石墨烯气凝胶微球之一。进一步的，所述酸为乙酸、乳酸、丙酸、乙二酸、硼酸、盐酸或硫酸中的一种或几种。进一步的，所述交联剂为京尼平，戊二醛，丁醛，乙二醛，环氧氯丙烷或硼酸中的一种或几种。一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料的制备方法，包括以下步骤：a.将聚乙烯醇在水中溶解，得到聚乙烯醇溶液；b.将壳聚糖在低含量酸溶液中溶解，得到壳聚糖溶液；c.将石墨烯加入到水中，通过超声分散得到均一的石墨烯分散液；d.将聚乙烯醇溶液与壳聚糖酸溶液混合后加入到石墨烯分散液中形成分散均匀的复合溶液；e.将交联剂加入到复合溶液中搅拌，得到聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯混合分散液；f.将聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯混合分散液浇注成型，在室温下预凝胶后，在30-60℃下干燥8-24h。进一步的，步骤a所述的聚乙烯醇水溶液浓度为5-15％；步骤b所述的低含量酸溶液浓度为0.5-1.5％，壳聚糖溶液浓度为1-4％。进一步的，所述石墨烯在去离子水中的超声时间为20-60min，温度为10-35℃。进一步的，所述石墨烯分散液与聚乙烯醇/壳聚糖混合溶液的搅拌时间为30min，温度为60-80℃。进一步的，所述交联剂与聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯混合溶液搅拌时间为10-20min，温度为50-80℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术以聚乙烯醇与壳聚糖为高分子基体、以水为溶剂，制备过程中不含有机溶剂，满足绿色环保的要求，制备的敷料具有良好的生物相容性、安全性和力学性能，而石墨烯和壳聚糖的复合使敷料具有良好的抗菌效果，另外，由于该复合伤口敷料的多孔结构，使其能够吸收多余伤口渗液的同时具有很好的透气性，进而维持伤口表面湿润的愈合环境，减少伤口感染的可能，促进伤口细胞增殖，加速伤口愈合。除此而外，本专利技术采用直接铸膜的加工方法，具有简洁方便，用料安全易得的特点。附图说明图1为实施例1制备的敷料照片及敷料表面的超景深显微镜照片，其中，从左至右，第一张为制备的敷料薄膜样品照片，第二张为超景深显微镜下敷料正面照片，第三张为超景深显微镜下敷料背面照片；图2为实施例2的PVA/CS/GO敷料室温下在不同干燥时间在去离子水中的溶胀率；图3为干燥不同时间的实施例2的PVA/CS/GO敷料在室温下的去溶胀率；图4为烘箱中干燥24小时的PVA/CS/GO敷料薄膜(实施例5)的拉伸曲线；图5为去离子水中溶胀后的PVA/CS/GO敷料(实施例5)的拉伸曲线；图6为敷料(实施例5)对金黄色球菌的抗菌性测试图；图7为敷料(实施例5)对大肠杆菌的抗菌性测试图；图8为敷料生物相容性测试效果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料中原料的重量份数：聚乙烯醇5％，壳聚糖1％，石墨烯0.006％，酸0.4％，交联剂0.001％和余量水。所述酸为乙酸，交联剂为京尼平，石墨烯为氧化石墨烯。用于制备复合敷料的制备方法，包含如下操作步骤：a.将聚乙烯醇在去离子水中溶解，得到浓度为15％的聚乙烯醇溶液；b.将壳聚糖在浓度为0.5％的酸溶液中溶解，得到浓度为2.5％的壳聚糖溶液；c.将石墨烯加入到去离子水中，在35℃下超声分散30min得到均一的石墨烯分散液；d.将聚乙烯醇溶液与壳聚糖酸溶液混合后加入到石墨烯分散液中，在80℃下搅拌30min，形成分散均匀的复合溶液；e.将交联剂加入到复合溶液中，在60℃下搅拌10min，得到聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯混合分散液；f.将聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯混合分散液注入模具中，在室温下预凝胶24h后，放入烘箱中40℃干燥24h。实施例2一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料中原料的重量份数：聚乙烯醇10％，壳聚糖2％，石墨烯0.06％，酸0.4％，交联剂0.002％和余量水。所述酸为乳酸，交联剂为京尼平，石墨烯为还原氧化石墨烯。用于制备复合敷料的制备方法，包含如下操作步骤：a.将聚乙烯醇在水中溶解，得到浓度为10％的聚乙烯醇溶液；b.将壳聚糖在浓度为1％的酸溶液中溶解，得到浓度为2％的壳聚糖溶液；c.将石墨烯加入到去离子水中，在30℃下超声分散30min得到均一的石墨烯分散液；d.将聚乙烯醇溶液与壳聚糖酸溶液混合后加入到石墨烯分散液中，在70℃下搅拌30min，形成分散均匀的复合溶液；e.将交联剂加入到复合溶液中，在50℃下搅拌15min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料，其特征在于，由以下质量百分数的原料构成：聚乙烯醇1‑50％，壳聚糖0.5‑30％，石墨烯0.001‑2％，酸0.1‑1％，交联剂0.001‑0.1％和余量水。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料，其特征在于，由以下质量百分数的原料构成：聚乙烯醇1-50％，壳聚糖0.5-30％，石墨烯0.001-2％，酸0.1-1％，交联剂0.001-0.1％和余量水。2.如权利要求1所述的一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料，其特征在于，所述石墨烯选自单层氧化石墨烯、少层氧化石墨烯、还原石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯气凝胶微球、氧化石墨烯气凝胶微球、还原氧化石墨烯气凝胶微球之一。3.如权利要求1所述的一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料，其特征在于，所述酸为乙酸、乳酸、丙酸、乙二酸、硼酸、盐酸或硫酸中的一种或几种。4.如权利要求1所述的一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料，其特征在于，所述交联剂为京尼平，戊二醛，丁醛，乙二醛，环氧氯丙烷或硼酸中的一种或几种。5.一种聚乙烯醇/壳聚糖/石墨烯复合敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将聚乙烯醇在水中溶解，得到聚乙烯醇溶液；b.将壳聚糖在低含量酸溶液中溶解，得到壳聚糖溶液；c.将石墨烯加入到水中，通过超声分散得到均一的石墨烯分散液；d.将聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏和生，罗高兴，陈思尧，王鹤，王占华，
申请(专利权)人：重庆石墨烯研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50