一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用。本发明专利技术将抗菌成分和丙烯酰胺与引发剂复合形成线型聚合物，然后将其均匀分散到生物相容性较好的凝胶载体体系中，并通过适当的温度加热以及反复的冷冻‑解冻过程制备得到含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料，具有独特的含水量大的三维网状结构，可以使抗菌有效成分通过化学键与基体大分子紧密结合到一起，不会因为成分流失对周围环境造成污染或者对身体健康产生危害。该水凝胶敷料具有良好的生物相容性、抗菌性能、力学性能以及环境友好性，在生物敷料以及医用敷料领域将有很广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用
本专利技术属于生物材料、高分子材料等领域，涉及一种应用于促进伤口愈合，防止伤口感染的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着生物医学及材料技术的发展，对医用敷料提出了更高的要求。高保湿性和抗菌性的功能医用敷料作为一种临时皮肤替代物在治疗过程中发挥着重要作用。当皮肤组织受到创伤时，如烧伤、擦伤、溃烂等，表层细胞抵抗能力下降，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等革兰氏菌容易在伤口上繁殖，引起创伤范围的进一步扩大。伤口一旦被细菌感染，就不容易愈合。目前使用的敷料以纱布为主，吸水或伤口渗出液能力较差，不得不频繁清理，清理过程中可能引起感染，造成二次损伤，令病人感到不适。与传统的纺织医用敷料相比，生物敷料由于具有较好的可降解性、生物相容性和毒副作用小等特点，在临床大面积创伤治疗中发挥出独特的功效，成为生物医学材料研究的热点。理想的敷料应能创造理想的促进伤口愈合的湿润环境，能够吸收多余的渗出液，允许气体交换，并易于除去而不损伤伤口。它也应该具有抗菌功能，且对人体安全无毒，具有良好的生物相容性。水凝胶是一种含有大量水分的三维网状结构高分子溶胀体，由亲水性的高分子化合物通过物理或化学的方式交联而成，具有良好的吸水性、成膜性、组织相容性等特点，在生物医学工程领域得到了广泛的研究和应用。水凝胶含水量高，可保持伤口的湿润环境，溶胀性能好，当伤口体液渗出时，能吸收渗出液，给伤口一个清洁干净的环境。但传统的水凝胶性能比较单一，一般不具有抗菌功能和其他促进组织生长的功能，故需要将水凝胶功能化，赋予其更多有利于创面愈合的功能。专利技术内容本专利技术提供了一种抗菌水凝胶敷料及其制备方法，其目的在于通过采用原位复合法，将咪唑溴盐和与水凝胶单体化合物进行复合，形成含有大量水分的三维交联网状水凝胶，制备得到具有抗菌效果的水凝胶敷料，用在这种方法制备水凝胶属于物理交联法。本专利技术的技术方案如下：一种医用抗菌水凝胶敷料，抗菌成分通过氢键与水凝胶的基体大分子结合，所述水凝胶由含羟基亲水性聚合物单体在丙烯酰胺和引发剂的存在下共混制得，所述抗菌成分为咪唑溴盐。在上述技术方案中，所述咪唑溴盐为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-己基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐中的一种。在上述技术方案中，含羟基亲水性聚合物为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠，所述聚乙烯醇的聚合度为1750±50。在上述技术方案中，所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈中的一种。在上述技术方案中，所述的抗菌水凝胶敷料为多孔结构，所述多孔结构的孔径大小为2.5μm～10μm。在上述技术方案中，所述的抗菌水凝胶敷料的含水量为70％～90％。本专利技术还提供上述的医用抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括如下步骤：(1)将亲水性聚合物溶于水性溶液，得凝胶单体溶液；(2)将抗菌成分，丙烯酰胺和引发剂加入到水性溶液中，通入氮气5～30min除溶液中氧气，防止反应液中化学物质与氧气发生反应，得混合溶液；(3)将步骤(1)的凝胶单体溶液和步骤(2)混合溶液按照质量比0.5～6:1搅拌混合，超声处理20～60min，得凝胶载体体系；(4)步骤(3)的凝胶载体体系，在70～80℃下加热30～60min后，再经循环冷冻和解冻的过程，得抗菌水凝胶敷料。在上述技术方案中，在步骤(1)中所述的凝胶单体溶液中含羟基亲水性聚合物的浓度为5～25％，在步骤(3)中所述的凝胶载体体系中，所述的抗菌成分的浓度为0.5～10％，所述丙烯酰胺的浓度为0.5～15％，所述引发剂的浓度为0.05～0.5％。咪唑溴盐在凝胶载体体系中的质量百分含量影响凝胶的抗菌度，咪唑溴盐在所述的凝胶载体体系中的质量百分含量为6％时，抗菌性能基本已经达到饱和。在上述技术方案中，在步骤(4)中，所述冷冻的条件为在-20～-30℃下冷冻6～24h，所述解冻的条件为在4～25℃下解冻1～6h，所述循环冷冻和解冻的过程为2～6次。在上述技术方案中，所述的水性溶液为磷酸盐缓冲液(PBS)、水、或含有酸性物质或碱性物质的水性溶液，所述酸性物质为醋酸、盐酸等，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾等。本专利技术的抗菌水凝胶敷料具有良好的抗菌作用，可作为伤口愈合用医用辅料来应用。本专利技术中，抗菌成分(如1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐)和丙烯酰胺以及引发剂过硫酸铵与含有羟基的亲水性聚合物(如聚乙烯醇)搅拌混合均匀后，在适当的温度(如70-80℃)下加热(上述步骤(4))时，1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐和丙烯酰胺中的碳碳双键(-C＝C)均断裂通过自由基聚合共价连接到过硫酸铵上形成线型聚合物。在之后的循环冷冻和解冻的过程中，聚乙烯醇通过物理交联形成结晶点，同时线型聚合物上的羰基(-C＝O)和氨基(-NH)与聚乙烯醇上的羟基(-OH)之间形成高密度氢键，使咪唑溴盐成功分散到具有较高强度的水凝胶中，从而保持持续的、长时间的抗菌性能，同时使得抗菌成分不会从水凝胶中脱落，抗菌成分不会释放到伤口周围组织，可有效减少抗菌成分对组织的二次损伤，如金属离子毒性和过敏反应。本专利技术的方法制备得到的抗菌水凝胶敷料，不释放抗菌成分，咪唑溴盐所带的正电荷可以与细菌的负电荷产生静电相互作用，有效地破坏细菌的细胞膜，从而杀死它们。通过本专利技术的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)采用原位复合法，将咪唑溴盐和丙烯酰胺与凝胶单体的聚合物复合，在引发剂过硫酸铵的作用下，制备出复合的抗菌凝胶材料，将其作为医用敷料，含水量高。(2)本专利技术制备得到的水凝胶敷料具有较好的力学强度和柔韧性，其拉伸强度可以达到3～6Mpa。(3)本专利技术的水凝胶敷料为多孔网状结构，可以为细胞在材料表面生长提供足够的空间，有利于细胞的粘附。同时，多孔的三维网状结构，提供良好的杀菌活性，高机械强度和大的拉伸变形强度。(4)本专利技术制备得到的水凝胶敷料具有良好的生物相容性和抗菌性能，抗菌有效成分通过氢键与基体大分子紧密结合到一起，不会因为成分流失对环境造成污染或者对身体健康产生危害。(5)本专利技术耗时短，试验操作简单，且本专利技术的水凝胶可根据需要加工成多种不同形状的创伤敷料。附图说明图1为不含咪唑溴盐的水凝胶和含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的红外吸收光谱图。图2为不含咪唑溴盐的水凝胶和含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的X-射线衍射图。图3为含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的力学性能曲线图。图4为不含咪唑溴盐的水凝胶和含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的扫描电镜图。图5为含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的抗菌效果图。图6为含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的抗金黄色葡萄球菌抗菌效果图。图7表示含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶对小鼠伤口愈合的影响。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，以下结合附图及实施例，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。下述实施例中，如无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所用的试剂等均可从化学或生物试剂公司购买。实施例1(1)称取10g聚乙烯醇(PVA)，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；(2)将5g丙烯酰胺加入15mL去离子水中，然后加入0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，抗菌成分通过氢键与水凝胶的基体大分子结合，所述水凝胶由含羟基亲水性聚合物单体在丙烯酰胺和引发剂的存在下共混制得，所述抗菌成分为咪唑溴盐。

【技术特征摘要】
1.一种医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，抗菌成分通过氢键与水凝胶的基体大分子结合，所述水凝胶由含羟基亲水性聚合物单体在丙烯酰胺和引发剂的存在下共混制得，所述抗菌成分为咪唑溴盐。2.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述咪唑溴盐为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-己基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐中的一种。3.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述含羟基亲水性聚合物为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠中的一种，所述聚乙烯醇的聚合度为1750±50。4.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈中的一种。5.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述的抗菌水凝胶敷料为多孔结构，所述多孔结构的孔径大小为2.5μm～10μm。6.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述的抗菌水凝胶敷料的含水量为70％～90％。7.权利要求1～6的任一项所述的医用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尧，房换，费旭，田晶，徐龙权，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21