一种可视化双网络水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种可视化双网络水凝胶及其制备方法和应用，涉及生物医用材料技术领域。该方法中把改性阴离子聚电解质、羧甲基壳聚糖和交联剂在去离子水中混合并溶解后加入引发剂得到预聚体溶液，其中交联剂与改性阴离子聚电解质/羧甲基壳聚糖发生交联反应，形成具有共价交联网络的反应物，经过醋酸熏蒸后羧甲基壳聚糖链段中的氨基质子化，随后依靠静电相互作用力与改性阴离子聚电解质链段中的羧基结合，形成聚电解质网络，最终获得具有双网络结构的水凝胶。本发明专利技术制备所得的水凝胶的力学性能获得巨大提升，且具有高透光率，作为敷料使用时，可以在不揭开敷料的前提下，透过敷料观察到伤口的愈合情况。料观察到伤口的愈合情况。料观察到伤口的愈合情况。

【技术实现步骤摘要】
一种可视化双网络水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医用材料
，具体而言，涉及一种可视化双网络水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现有技术中，伤口敷料主要有两种：1、传统敷料，例如干纱布和油纱等；然而这种传统敷料仅有覆盖伤害和吸收创面渗出物的作用，所提供的保护作用有限；2、新型敷料，例如泡沫敷料、水凝胶敷料和银离子敷料等；这种新型敷料除了能够起到传统敷料的作用，还能够阻止细菌侵入以达到减少伤口感染的效果，同时还允许气体交换、能够保持湿性环境，有利于保护新生的肉芽组织，达到促进伤口愈合的效果。
[0003]而水凝胶敷料中最具代表性的是多糖基聚电解质水凝胶，多糖基聚电解质水凝胶是由天然多糖（或人工合成）组成的聚电解质网络，由于其糖链上存在大量活性官能团，如氨基、酰胺、羧基和羟基等，且存在静电相互作用，使其获得了良好的生物相容性、吸液性和环境敏感性。而水凝胶作为药物释放的优良载体，对低分子量的药物溶质具有良好的透过性，也赋予其药物传输系统的功能。因此，多糖基聚电解质水凝胶作为伤口敷料被广泛应用于创面修复领域。
[0004]但由于多糖基聚电解质水凝胶是由不同组分间的不同官能团之间的静电相互作用力形成的，而静电相互作用会造成水凝胶中的组分分布不均匀，其力学性能和透光率都较差，以致容易断裂且作为敷料使用时，难以透过敷料直观地观察到伤口的愈合情况。
[0005]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种可视化双网络水凝胶及其制备方法和应用，极大改善了传统水凝胶敷料的力学性能，同时还具有高透光率，作为敷料使用时，能够直接透过敷料观察到伤口的愈合情况。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种可视化双网络水凝胶制备方法，包括以下步骤：S1.把改性阴离子聚电解质、羧甲基壳聚糖和交联剂在去离子水中混合并溶解后加入引发剂得到预聚体溶液；S2.对所述预聚体溶液进行抽真空处理以去除溶液中的残余空气；S3.将抽真空处理后的所述预聚体溶液密封并置于预设温度条件下反应第一预设时间，得到反应物；S4.将所述反应物置于醋酸氛围中熏蒸第二预设时间，制得水凝胶敷料。
[0008]本专利技术的可视化双网络水凝胶制备方法，在聚电解质网络基础上引入共价交联网络形成了双网络结构，改变了水凝胶的微结构，极大地提高了敷料的力学性能，使敷料具有高抗压强度、高弹性模量和高断裂伸长率；微结构的改变同时使其具有高透光率，作为敷料
时，可在不揭开敷料的前提下观察伤口的愈合情况，以此避免了创面的二次破坏。
[0009]进一步的，步骤S1中的具体步骤包括：S11.把0.5
‑
5份所述改性阴离子聚电解质和0.5
‑
5份所述羧甲基壳聚糖与100份所述去离子水混合制成第一混合溶液；S12.往所述第一混合溶液中加入所述交联剂，混合得到第二混合溶液；S13.往所述第二混合溶液中加入0.1
‑
0.3份所述引发剂，混合得到所述预聚体溶液。
[0010]所获得的水凝胶具有良好的力学性能（高抗压强度、高弹性模量和高断裂伸长率等）和透光率。
[0011]进一步的，所述交联剂为聚乙二醇二丙稀酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、多臂聚乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸化支链淀粉、甲基丙烯酸化纤维素、双醛基聚乙二醇、双巯基聚乙二醇、双醛纤维素、双醛
‑
β
‑
环糊精、双醛葡聚糖中的任意一种。
[0012]进一步的，步骤S12中的具体步骤包括：S12A.往所述第一混合溶液中加入0.1
‑
1份相对分子量为200
‑
4000 Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，混合得到所述第二混合溶液。
[0013]进一步的，步骤S12中的具体步骤包括：S12B.往所述第一混合溶液中加入0.1
‑
1份相对分子量为550
‑
10000 Da的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合得到所述第二混合溶液。
[0014]进一步的，所述多臂聚乙二醇丙烯酸酯包括四臂聚乙二醇丙烯酸酯；步骤S12中的具体步骤包括：S12C.往所述第一混合溶液中加入
‑
0.1
‑
1份相对分子量为2000
‑
10000 Da的四臂聚乙二醇丙烯酸酯，混合得到所述第二混合溶液。
[0015]对比实验结果证得共价交联网络能够降低水凝胶过度吸液溶胀的风险。
[0016]进一步的，步骤S12中的具体步骤包括：S12D.往所述第一混合溶液中加入0.1
‑
1份相对分子量为400
‑
20000 Da的双醛基聚乙二醇，混合得到所述第二混合溶液。
[0017]进一步的，步骤S12中的具体步骤包括：S12E.往所述第一混合溶液中加入0.1
‑
1份相对分子量为400
‑
20000 Da的双巯基聚乙二醇，混合得到所述第二混合溶液。
[0018]第二方面，本专利技术还提供了一种可视化双网络水凝胶，通过上述的任一项可视化双网络水凝胶制备方法制备而成。
[0019]该可视化双网络水凝胶具有良好的力学性能和高透光率，作为敷料使用时，用户能够在不揭开敷料的前提下观察到伤口的愈合情况。
[0020]第三方面，本专利技术还提供上述的可视化双网络水凝胶在敷料中的应用。
[0021]由上可知，本专利技术提供的可视化双网络水凝胶制备方法，在聚电解质网络的基础上引入了共价交联网络，以此形成双网络结构，改变了水凝胶的微结构，进而极大改善了水凝胶的力学性能；同时，由于微结构的改变，还具有高透光率，该水凝胶用作敷料使用时，用户可在不揭开敷料的前提下观察伤口的愈合情况，避免了创面的二次破坏；另外，双网络结构能够有效避免水凝胶在使用时过度吸液溶胀，因而大大延长了敷料的使用寿命。
[0022]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例提供的可视化双网络水凝胶制备方法的一种流程图。
[0024]图2为本专利技术实施例提供的可视化双网络水凝胶的微观结构调节示意图。
[0025]图3为本专利技术对比例1和实施例1
‑
6对应制得的水凝胶的扫描图谱。
[0026]图4为本专利技术对比例1和实施例1
‑
6对应制得的水凝胶的透光率对比图。
[0027]图5为本专利技术对比例1和实施例1
‑
6对应制得的水凝胶的吸水率对比图。
[0028]图6为本专利技术对比例1和实施例1
‑
6对应制得的水凝胶的力学性能第一对比图。
[0029]图7为本专利技术对比例1和实施例1
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可视化双网络水凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.把改性阴离子聚电解质、羧甲基壳聚糖和交联剂在去离子水中混合并溶解后加入引发剂得到预聚体溶液；S2.对所述预聚体溶液进行抽真空处理以去除溶液中的残余空气；S3.将抽真空处理后的所述预聚体溶液密封并置于预设温度条件下反应第一预设时间，得到反应物；S4.将所述反应物置于醋酸氛围中熏蒸第二预设时间，制得水凝胶敷料。2.根据权利要求1所述的可视化双网络水凝胶制备方法，其特征在于，步骤S1中的具体步骤包括：S11.把0.5
‑
5份所述改性阴离子聚电解质和0.5
‑
5份所述羧甲基壳聚糖与100份所述去离子水混合制成第一混合溶液；S12.往所述第一混合溶液中加入所述交联剂，混合得到第二混合溶液；S13.往所述第二混合溶液中加入0.1
‑
0.3份所述引发剂，混合得到所述预聚体溶液。3.根据权利要求2所述的可视化双网络水凝胶制备方法，其特征在于，所述交联剂为聚乙二醇二丙稀酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、多臂聚乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸化支链淀粉、甲基丙烯酸化纤维素、双醛基聚乙二醇、双巯基聚乙二醇、双醛纤维素、双醛
‑
β
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环糊精、双醛葡聚糖中的任意一种。4.根据权利要求3所述的可视化双网络水凝胶制备方法，其特征在于，步骤S12中的具体步骤包括：S12A.往所述第一混合溶液中加入0.1
‑
1份相对分子量为200
‑
4000 Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，混合得到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建华，吴攀，赵岩，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：