适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶的制备及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种适应于高原医学诊疗的一体化水凝胶的制备及其应用，属于生物材料技术领域。首先将钙离子与多巴胺还原氧化石墨烯鳌合原位制备形成过氧化钙

【技术实现步骤摘要】
适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶的制备及其应用


[0001]本专利技术涉及生物材料
，具体涉及一种适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶的制备及其应用。

技术介绍

[0002]医学上，皮肤伤口可以定义为受到外部刺激或自身因素所造成的皮肤缺陷或破裂。在增殖、迁移、基质合成和收缩阶段，每一种细胞类型的行为，以及出现在伤口部位的生长因子和基质信号都至关重要。对于这些信号如何控制伤口细胞活动的细节的影响都可能会使得正常的成人修复过程被重新调整。由于高原氧分压低(海拔4000m约为海平面的61％)、气候干燥寒冷、紫外线强等原因，对创伤失血的应激能力降低，如发生创伤，机体对创伤的应答就不完全同于低海拔地区，休克发生率高，伤情重，死亡率高。此外，易发生内脏并发症。因此，应对高原恶劣环境中的皮肤伤口修复要结合其环境特殊性，即低氧，低温，强紫外以及低温干燥的特点并满足患者生理信号检测的需求。
[0003]迄今为止，文献报道了通过载药的方式利用液体敷料或富氧敷料促进高原伤口修复，但是它们都未能满足高原医学伤口修复的要求，即能够克服高原的氧气稀薄，紫外线强烈，气候寒冷等环境问题的影响。水凝胶由于具有高的含水量与多孔结构等利于细胞生长的条件，能够促进细胞生长繁殖、诱导细胞分泌更多的生长因子、促进组织修复损伤，此外，水凝胶能够通过功能化设计以满足不同应用场景的需求，因此是组织修复的理想材料。本课题组针对高原恶劣环境中的皮肤伤口修复要结合其环境特殊性，即低氧，低温干燥，以及强紫外的特点并满足患者生理信号检测的需求，设计出高原医学诊疗的一体化水凝胶，拟期通过改善传统敷料均存在着各种方面的不足，或低温失效，或释氧效果差，或抗紫外效果差，或吸收伤口渗液能力差，或在促进细胞生长创口愈合方面存在的不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶，使之具有良好的组织粘附性，长期释氧，并能够传导检测生理信号的抗紫外抗冻释氧导电黏附水凝胶的制备及其应用。
[0005]实现本专利技术目的技术解决方案如下：
[0006]一种适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：将一定量的CaCl2和多巴胺还原氧化石墨烯溶解分散在有机溶剂当中，在一定温度条件下充分搅拌；之后，向该混合物中加入一定量的质量分数为30％的过氧化氢H2O2，随后，缓慢逐滴添加一定量的1mol/L NH3·
H2O并使得混合物反应搅拌8小时，最后通过将混合物离心获得CaO2‑
多巴胺还原氧化石墨烯纳米片；
[0008]步骤2：将步骤1得到CaO2‑
多巴胺还原氧化石墨烯纳米片加入到甘油/PBS混合溶液中均匀分散后，加入丙烯酰胺，多糖，并加入引发剂以及交联剂，即得所需适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶CaO2‑
PGO/AM；
[0009]步骤1中所述的有机溶剂为甲醇或乙醇,所述的分散是通过超声进行分散，处理时间为5
‑
10min；所述的温度条件为冰浴0
‑
4℃；所述的30％的过氧化氢H2O2，其加入体积与CaCl2的质量比为5ml:1g；步骤1中所述的1mol/L NH3
·
H2O，其加入体积与CaCl2的质量比为5ml:1g；步骤2所述的混合溶液为甘油/PBS，其比例为1:4、1:3、1:2；步骤2中所述均匀分散是通过超声进行分散，处理时间为1min
‑
2min。
[0010]进一步的，步骤1中所述缓慢逐滴是通过注射器以0.05ml/min
‑
0.1ml/min的速率逐滴滴加NH3·
H2O。
[0011]进一步的，步骤2中所述的多糖为岩藻多糖、黄芪多糖、麦冬多糖的一种。
[0012]进一步的，步骤2中的引发剂为过硫酸盐和N,N,N',N'
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四甲基二乙胺组成的引发体系；交联剂为甲叉双丙烯酰胺；其中过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种。
[0013]更进一步的，一种适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶制备方法制备的水凝胶的应用，其特征在于，该水凝胶可用于高原环境下的机体皮肤修复和机体肌电与心电监测，实时稳定监测机体生理信号。
[0014]本专利技术通过上述技术措施与制备，初步获得所需适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶CaO2‑
PGO/AM；命名为负载过氧化钙
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多巴胺还原氧化石墨烯纳米片丙烯酰胺水凝胶。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016](1)本专利技术所使用的原位制备过氧化钙
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多巴胺还原氧化石墨烯纳米片的方法，可通过将钙离子鳌合在多巴胺还原氧化石墨烯原位制备过氧化钙，使其能均匀分布在多巴胺还原氧化石墨烯表面；由于PGO比表面积大，可高效装载过氧化钙，提供既可以供氧又能导电的纳米复合物。
[0017](2)本专利技术制备的过氧化钙
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多巴胺还原氧化石墨烯纳米片，可以赋予水凝胶在高原低氧环境释放氧气能力，结合PGO的光热效应，加速氧气释放效率；而且过氧化钙
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多巴胺还原氧化石墨烯纳米片上的多巴胺具有组织亲和性；多糖成分可提高水凝胶生物相容性；结合甘油体系的抗冻能力，可实现高原环境下的组织修复。
[0018](3)本专利技术制备得到的过氧化钙
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多巴胺还原氧化石墨烯纳米片，可赋予水凝胶导电能力。同时，纳米片上的多巴胺可提搞水凝胶的粘附性。因此，该水凝胶可在高原环境下实时稳定监测机体生理信号。
附图说明
[0019]图1A、图1B、图1C为本专利技术实施例制备的水凝胶不同比例SEM图。
[0020]图2A、2B、2C、2D为本专利技术实施例制备获得的水凝胶应用状态图。
[0021]图3为本专利技术所述水凝胶抗紫外对比实验测定水凝胶紫外透过率曲线图。
[0022]图4为本专利技术所述水凝胶溶氧实验测定的氧气释放性能曲线图。
[0023]图5为本专利技术实施例制备的水凝胶作为自粘附电极用于监测机体心电信号图。
[0024]图6为本专利技术实施例制备的水凝胶作为自粘附电极用于监测机体肌电信号图。
具体实施方式
[0025]结合附图及实施例对本专利技术做进一步的具体说明:
[0026]说明书附图图1A、图1B、图1C图示本专利技术水凝胶的SEM图，比例尺分别为(500μm，100μm，1μm)图中可以看出，水凝胶内部具有均匀的多孔结构，结构平滑，内部交联分布良好；过氧化钙
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多巴胺还原氧化石墨烯纳米片分布在水凝胶内，且过氧化钙原位生长在多巴胺还原氧化石墨烯纳米片上。
[0027]附图2A、图2B、图2C、图2D为本专利技术实施例制备获得的水凝胶应用状态图，可以看出，由于本专利技术中甘油与水分子形成了很强的氢键作用，能够在低温下抑制水结冰。通过抗冻实验，将水凝胶放置于
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20℃环境7天后，以图片方式展示本专利技术水凝胶的抗冻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将一定量的CaCl2和多巴胺还原氧化石墨烯溶解分散在有机溶剂当中，在一定温度条件下充分搅拌；之后，向该混合物中加入一定量的质量分数为30％的过氧化氢H2O2，随后，缓慢逐滴添加一定量的1mol/L NH3·
H2O并使得混合物反应搅拌8小时，最后通过将混合物离心获得CaO2‑
多巴胺还原氧化石墨烯纳米片；步骤2：将步骤1得到CaO2‑
多巴胺还原氧化石墨烯纳米片加入到甘油/PBS混合溶液中均匀分散后，加入丙烯酰胺，多糖，并加入引发剂以及交联剂，即得所需适用于高原医学诊疗的一体化水凝胶CaO2‑
PGO/AM；步骤1中所述的有机溶剂为甲醇或乙醇,所述的分散是通过超声进行分散，处理时间为5
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10min；所述的温度条件为冰浴0
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4℃；所述的30％的过氧化氢H2O2，其加入体积与CaCl2的质量比为5ml:1g；步骤1中所述的1mol/L NH3
·
H2O，其加入体积与CaCl2的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁雄，李盈岐，谢超鸣，孙红玉，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：