一种光催化抗菌水凝胶敷料及其制备方法技术

本发明专利技术属于医用材料的技术领域，公开了一种光催化抗菌水凝胶敷料及其制备方法。方法：(1)将氯氧化铋超声分散于海藻酸钠溶液中，获得混合溶液；(2)将混合溶液与丙烯酰胺、交联剂、引发剂混合，获得预聚液；(3)将预聚液进行成胶，获得光催化抗菌水凝胶敷料。本发明专利技术在海藻酸钠溶液中超声剥离氯氧化铋，剥离分散的效果好；通过将氯氧化铋与海藻酸钠和丙烯酰胺的联合使用，所获得水凝胶敷料不仅具有优异的力学性能，同时具有优异的光催化抗菌效果。本发明专利技术的方法简单，水凝胶敷料产量大且稳定。

A Photocatalytic Antibacterial Hydrogel Dressing and Its Preparation Method

The invention belongs to the technical field of medical materials, and discloses a photocatalytic anti-bacterial hydrogel dressing and a preparation method thereof. METHODS: (1) Bismuth oxychloride was ultrasonic dispersed in sodium alginate solution to obtain mixed solution; (2) the mixed solution was mixed with acrylamide, crosslinking agent and initiator to obtain prepolymer; (3) the prepolymer was gelled to obtain photocatalytic antimicrobial hydrogel dressing. The hydrogel dressing obtained by combining bismuth oxychloride with sodium alginate and acrylamide has not only excellent mechanical properties, but also excellent photocatalytic antimicrobial effect. The method of the invention is simple, and the output of the hydrogel dressing is large and stable.

【技术实现步骤摘要】
一种光催化抗菌水凝胶敷料及其制备方法
本专利技术属于医用生物材料的
，具体涉及一种光催化抗菌敷料及其制备方法。
技术介绍
皮肤是保护内脏免受外界环境干扰和防止体内脱水的重要天然屏障器官，损伤后会失去其保护机制。由细菌引起的伤口感染是术后最普遍的并发症之一。如果发生这种情况，微生物容易侵入并开始形成菌落，从而导致严重的伤口感染，阻碍愈合过程，甚至造成危及生命的并发症。另外，严重伤口脱水会干扰理想的湿润愈合环境并延缓伤口愈合。因此，正在努力开发用于保护受损皮肤免受感染和脱水的新材料。传统的干燥敷料如棉花，天然或合成绷带和纱布对于最初是重要的伤口愈合阶段，但是它们是干燥的并且不能提供潮湿的环境，而它们也常常易于粘附到干燥的伤口表面并且最终在移除后引起创伤。为了克服这些缺点，受湿润伤口愈合概念启发的研究人员已经发展起来各种湿敷料。其中，特别关注水凝胶，因为它们可以在伤口界面保持潮湿的环境，允许气体交换，起到对微生物的屏障作用，除去过量的渗出物，具有优异的生物相容性，促进伤口的快速愈合，轻松去除无创伤。常规水凝胶由天然或合成聚合物组成，通常并没有抗菌性能并且机械性能差，在伤口愈合的过程中不能很好的解决细菌感染的问题。而目前的一些具有抗菌性能的水凝胶敷料通常引入抗菌剂或抗菌离子，如抗生素，银离子等，不合适的引入会对人体产生毒性，使用时间过长可能会引起耐药性等负面作用。本专利技术的水凝胶敷料具有光催化效应，抗菌效果好，通过产生大量ROS破坏细菌细胞膜来快速杀死细菌，防止伤口的细菌感染。另外，本专利技术的水凝胶敷料具有很好的弹性和拉伸性能，能很好的贴合伤口。本专利技术的方法简单，容易操作，水凝胶产量大且稳定，力学性能优异，光催化抗菌效果明显，解决了现有技术存在的缺陷和不足。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种光催化抗菌的水凝胶敷料及其制备方法。本专利技术通过在海藻酸钠中超声减薄氯氧化铋，得到二维材料分散均匀的海藻酸钠溶液，再通过热引发，制备掺杂氯氧化铋二维材料的海藻酸钠-丙烯酰胺水凝胶敷料。所制备的水凝胶敷料具有很好的力学性能和很好的光催化抗菌性能，能够有效防止伤口的感染。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种光催化抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括如下步骤：(1)将氯氧化铋超声分散于海藻酸钠溶液中，获得混合溶液；(2)将混合溶液与丙烯酰胺、交联剂、引发剂混合，获得预聚液；(3)将预聚液进行成胶，获得光催化抗菌水凝胶敷料。步骤(1)中所述超声的条件为80～300W，20～100Hz，超声时间为1～48h。步骤(1)中所述氯氧化铋的用量满足以下条件：氯氧化铋占海藻酸钠溶液与氯氧化铋总质量的0.075％～1.5％。步骤(1)中所述海藻酸钠溶液中海藻酸钠的浓度为0.02wt％～0.2wt％。步骤(1)中所述混合溶液具体是指将氯氧化铋超声剥离于海藻酸钠溶液(A)中，去除未剥离的材料，将上清液分散于海藻酸钠溶液(B)中，得到混合溶液；将上清液分散于海藻酸钠溶液中的海藻酸钠溶液(B)的浓度为1.5wt％～4.8wt％。所述上清液与海藻酸钠溶液(B)的质量比为1:1。海藻酸钠溶液(A)的浓度为0.02wt％～0.2wt％。步骤(2)中所述丙烯酰胺的用量为混合溶液与丙烯酰胺总质量的6％～18.7％。步骤(2)中所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。步骤(2)中所述交联剂的用量为丙烯酰胺质量的0.04％～1.2％；引发剂的用量为丙烯酰胺质量的0.05％～0.2％。步骤(3)中所述成胶的温度为40～70℃，成胶时间为1～5h。步骤(3)中所述成胶后的水凝胶的厚度为1～3毫米。所述光催化抗菌水凝胶敷料通过上述的方法制备得到。所述光催化抗菌水凝胶敷料在可见光条件下可以实现光催化抗菌效果，用于伤口敷料。本专利技术在海藻酸钠溶液中超声剥离氯氧化铋，剥离分散的效果好；通过将氯氧化铋与海藻酸钠和丙烯酰胺的联合使用，所获得水凝胶敷料不仅具有优异的力学性能，同时具有优异的光催化抗菌效果。本专利技术的水凝胶具有很好的弹性和拉伸性能，能很好的贴合伤口，并同步机体运动，在可见光的辐照下(氙灯80W)，通过产生大量ROS破坏细菌细胞膜来快速杀死细菌，防止伤口的细菌感染。本专利技术的方法简单，水凝胶敷料产量大且稳定，力学性能优异，光催化抗菌效果明显。本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的水凝胶敷料具有优异光催化抗菌效果，实现伤口表面的快速抗菌；(2)本专利技术的方法简单，成本较低，可以大规模制备和生产；(3)所制备水凝胶敷料成分稳定，杀菌快速，方法安全，抗菌效果持久。附图说明图1是实施例1中光催化抗菌水凝胶敷料的低倍扫描电镜图；图2是实施例1中光催化抗菌水凝胶敷料的循环压缩图；图3是实施例1中在光照条件下，加入海藻酸钠-丙烯酰胺水凝胶(左)和具有光催化抗菌水凝胶敷料(右)后与细菌共培养后的菌液的平板涂布的光学照片；图4是实施例2中在光照条件下，加入海藻酸钠-丙烯酰胺水凝胶(左)和具有光催化抗菌水凝胶敷料(右)后与细菌共培养后的菌液的平板涂布的光学照片；图5是实施例3中在光照条件下，加入海藻酸钠-丙烯酰胺水凝胶(左)和具有光催化抗菌水凝胶敷料(右)后与细菌共培养后的菌液的平板涂布的光学照片；图6是实施例4中在光照条件下，加入海藻酸钠-丙烯酰胺水凝胶(左)和具有光催化抗菌水凝胶敷料(右)后与细菌共培养后的菌液的平板涂布的光学照片。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)氯氧化铋减薄：将氯氧化铋(氯氧化铋占(浓度为0.025wt％海藻酸钠溶液+氯氧化铋)总用量的0.075wt％)，加入到浓度为0.025wt％的海藻酸钠溶液中进行混合，将混合好的溶液超声(功率为80W，频率为45Hz)12h，取上层清液待用；(2)将浓度为1.5wt％的海藻酸钠溶液与上层清液按照质量比为1:1混合，搅拌均匀后，加入丙烯酰胺(丙烯酰胺的用量为混合液与丙烯酰胺总质量的12.5％)，混合均匀，加入相对于丙烯酰胺质量的0.06％交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.09％的热引发剂过硫酸铵，混合均匀，得到预聚液；(3)将预聚液倒入长5厘米，宽5厘米，厚度为2毫米的模具中，将倒入预聚液的模具放入烘箱中，在50℃下，反应2.5小时成胶，脱模得到力学性能良好的具有光催化抗菌性能的水凝胶敷料。图1是实施例1中具有光催化抗菌水凝胶敷料的低倍扫描电镜图；图2是实施例1中光催化抗菌水凝胶敷料的力学性能评估，水凝胶敷料的循环压缩图。图3是实施例1中在光照条件下，加入海藻酸钠-丙烯酰胺水凝胶(左)和具有光催化抗菌水凝胶敷料(右)后与细菌共培养后的菌液的平板涂布的光学照片。本实施例制备的光催化抗菌水凝胶敷料在光照的条件下，抗菌率为92.7％；而海藻酸钠-丙烯酰胺水凝胶(无氯氧化铋)在光照下抗菌率为0％。本实施例制备的水凝胶敷料中氯氧化铋剥离程度高，在水凝胶敷料基体中均匀分散，其性能稳定具有长效抗菌效果。本实施例制备的水凝胶敷料的力学性能测试结果如表1所示。表1实施例1制备的水凝胶敷料的力学性能参数实施例2(1)将氯氧化铋减薄：将氯氧化铋(氯氧化铋占(浓度为0.05wt％海藻酸钠溶液+氯氧化铋)总用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将氯氧化铋超声分散于海藻酸钠溶液中，获得混合溶液；(2)将混合溶液与丙烯酰胺、交联剂、引发剂混合，获得预聚液；(3)将预聚液进行成胶，获得光催化抗菌水凝胶敷料。

【技术特征摘要】
1.一种光催化抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将氯氧化铋超声分散于海藻酸钠溶液中，获得混合溶液；(2)将混合溶液与丙烯酰胺、交联剂、引发剂混合，获得预聚液；(3)将预聚液进行成胶，获得光催化抗菌水凝胶敷料。2.根据权利要求1所述光催化抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述氯氧化铋的用量满足以下条件：氯氧化铋占海藻酸钠溶液与氯氧化铋总质量的0.075％～1.5％；步骤(1)中所述海藻酸钠溶液中海藻酸钠的浓度为0.02wt％～0.2wt％。3.根据权利要求1所述光催化抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述丙烯酰胺的用量为混合溶液与丙烯酰胺总质量的6％～18.7％。4.根据权利要求1所述光催化抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。5.根据权利要求1所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁成云，张珂嘉，周正难，王珍高，代聪，
申请(专利权)人：佛山市华健科创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44