一种双重交联的复合水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种双重交联的复合水凝胶及其制备方法和应用，属于水凝胶技术领域，本发明专利技术的设计构思为：通过将氧化石墨烯超声破碎分散在去离子水中形成溶剂；通过交联剂

【技术实现步骤摘要】
一种双重交联的复合水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水凝胶
，具体涉及的是一种双重交联的复合水凝胶及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]皮肤作为人体与外界直接接触而且接触面积最大的功能性器官，无可避免地会产生伤口，需要使用伤口敷料对伤口进行管理
。
其中，水凝胶具有与生物组织相似的物理化学性质
、
良好的生物相容性和生物降解性，所以水凝胶在伤口敷料
研究广泛
。
然而，传统的水凝胶敷料虽然可以治愈伤口，但是不可避免地会留下疤痕，给患者带来生理和心理上的不适，严重限制了其应用，所以如何减少伤口愈合时产生的疤痕仍是当下研究的难题
。
[0003]受到胚胎伤口无痕化愈合的启发，许多类型的机械活性敷料都已经被设计出来
。
机械活性敷料指的是一种可以产生体积收缩的黏附性的水凝胶，可以将水凝胶体积收缩转换成伤口边缘的拉合力
。
其中，聚
N
‑
异丙基丙烯酰胺具备与人体体温较为接近的体积相变温度，使得其可以通过人体体温的热传导实现敷料的收缩，成为了机械活性水凝胶敷料的理想材料，然而聚
N
‑
异丙基丙烯酰胺水凝胶的机械性能和生物相容性较差，使其不能单独用作伤口敷料，与此同时聚
N
‑
异丙基丙烯酰胺水凝胶的体积相变如果单纯的依靠体温的热传导来实现，不能够适应不同类型和不同部位的伤口的实际需求，上述两个方面的特性限制了聚
N
‑
异丙基丙烯酰胺水凝胶在机械活性敷料中的应用
。
此外，为了将复合水凝胶的体积相变转换成伤口边缘的闭合力，需要复合水凝胶与组织具有一定的粘合力，而目前常见的黏附类水凝胶会与伤口发生粘连，如何使敷料获得可控的区域黏附能力也是一个难点问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双重交联可调节收缩和可控区域黏附的复合温敏水凝胶及其制备方法和应用，该双重交联的复合水凝胶是一种具有良好机械性能和生物相容性的机械活性水凝胶体系，并且具有可调节收缩性和可控的区域黏附能力
。
[0005]本专利技术的设计构思为：通过将氧化石墨烯超声破碎分散在去离子水中形成溶剂；通过交联剂
N
，
N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺交联
N
‑
异丙基丙烯酰胺，通过缓慢滴入硫酸钙（
CaSO4）交联海藻酸钠，获得了具有优异的机械性能
、
生物相容性和光热性能的
、
双重交联的聚
N
‑
异丙基丙烯酰胺
/
海藻酸钠
/
氧化石墨烯水凝胶
。
由于氧化石墨烯优异的的光热性能，可以通过近红外调节水凝胶的温度进而实现对水凝胶收缩能力的调节
。
在此基础上，通过引入桥接聚合物壳聚糖溶液，实现可控的区域黏附
。
[0006]本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种双重交联的复合水凝胶，它包括
N
‑
异丙基丙烯酰胺
、N
‑
异丙基丙烯酰胺的交
联剂
、
海藻酸钠
、
海藻酸钠的交联剂
、
氧化石墨烯
、
引发剂
、
促进剂和去离子水，其中，氧化石墨烯与海藻酸钠
、N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为3：
80
：
480
，海藻酸钠的交联剂与海藻酸钠的重量比为
14
：
100
，
N
‑
异丙基丙烯酰胺的交联剂与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为1：
1000
，引发剂与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为
1.14
：
100
；促进剂与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为
3.1
：
480
，去离子水与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为
25
：
3。
[0007]进一步地，所述引发剂为过硫酸铵，促进剂为四甲基乙二胺，促进剂的浓度为
1mg/mL
；所述
N
‑
异丙基丙烯酰胺的浓度为
12%wt/v
，氧化石墨烯浓度为
0.75mg/mL。
[0008]一种如上所述双重交联的复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、
将氧化石墨烯材料分散于去离子水中，然后采用超声破碎氧化石墨烯溶液，制得溶液
A
，留待后步使用；
S2、
将海藻酸钠溶解于步骤
S1
制备的溶液
A
中，并在
70℃
温度条件下搅拌均匀，制得混合溶液
B
，留待后步使用；
S3、
将混合溶液
B
冷却至室温，转移至冰浴条件下继续搅拌，与此同时加入
N
‑
异丙基丙烯酰胺，在冰浴条件下搅拌均匀，制得混合溶液
C
，留待后步使用；
S4、
保持冰浴条件，向混合溶液
C
中分别加入
N
，
N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺和四甲基乙二胺，搅拌均匀，制得混合溶液
D
，留待后步使用；
S5、
将
0.05616g
硫酸钙分散于
3mL
去离子水中，然后缓慢滴加入步骤
S4
制备的冰浴混合溶液
D
中搅拌均匀，制得混合溶液
E
，留待后步使用；
S6、
首先，将
0.273g
过硫酸铵分散于
1mL
去离子水中，然后加入步骤
S5
制备的冰浴混合溶液
E
中搅拌均匀，制得混合溶液
F
；然后，将混合溶液
F
注入模具中，在
0~4℃
条件下静置
18h~24h
进行交联反应，制得水凝胶；最后，取出水凝胶放置在去离子水中
30min
，去除未反应的物质，制得双重交联的复合水凝胶
。
[0009]进一步地，在所述步骤
S1
制备的混合溶液
A
中，氧化石墨烯的浓度为
1mg/mL~3mg/mL
；在所述步骤
S3
制备的混合溶液
C
中，
N
‑
异丙基丙烯酰胺的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双重交联的复合水凝胶，其特征在于：它包括
N
‑
异丙基丙烯酰胺
、N
‑
异丙基丙烯酰胺的交联剂
、
海藻酸钠
、
海藻酸钠的交联剂
、
氧化石墨烯
、
引发剂
、
促进剂和去离子水，其中，氧化石墨烯
、
海藻酸钠与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为3：
80
：
480
，海藻酸钠的交联剂与海藻酸钠的重量比为
14
：
100
，
N
‑
异丙基丙烯酰胺的交联剂与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为1：
1000
，引发剂与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为
1.14
：
100
，促进剂与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为
3.1
：
480
；去离子水与
N
‑
异丙基丙烯酰胺的重量比为
25
：
3。2.
根据权利要求1所述的一种双重交联的复合水凝胶，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵，促进剂为四甲基乙二胺，促进剂的浓度为
1mg/mL
；所述
N
‑
异丙基丙烯酰胺的浓度为
12%wt/v
，氧化石墨烯浓度为
0.75mg/mL。3.
一种如权利要求1所述双重交联的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将氧化石墨烯材料分散于去离子水中，然后使用超声破碎机超声氧化石墨烯溶液，制得溶液
A
，留待后步使用；
S2、
将海藻酸钠溶解于步骤
S1
制备的溶液
A
中，并在
70℃
温度条件下搅拌均匀，制得混合溶液
B
，留待后步使用；
S3、
将混合溶液
B
冷却至室温，然后转移至冰浴条件下继续搅拌，与此同时加入
N
‑
异丙基丙烯酰胺，在冰浴条件下搅拌均匀，制得混合溶液
C
，留待后步使用；
S4、
保持冰浴条件，向混合溶液
C
中分别加入
N
，
N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺和四甲基乙二胺，搅拌均匀，制得混合溶液
D
，留待后步使用；
S5、
将
0.05616g
硫酸钙分散于
3mL
去离子水中，然后缓慢滴加入步骤
S4
制备的混合冰浴溶液
D
中搅拌均匀，制得混合溶液
E
，留待后步使用；
S6、
首先，将
0.273g
过硫酸铵分散于
1mL
去离子水中，然后加入步骤
S5
制备的混合冰浴溶液
E
中搅拌均匀，制得混合溶液
F
；然后，将混合溶液
F
注入模具中，转移至
0~4℃
条件下静置
18~24h
进行交联反应，制得水凝胶；最后，取出水凝胶放置在去离子水中
30min
，去除未反应的物质，制得双重交联的复合水凝胶
。4.
根据权利要求3所述的一种双重交联的复合水凝胶的制备方法，其特征在于：在所述步骤
S1
制备的混合溶液
A
中，氧化石墨烯的浓度为
1mg/mL~3mg/mL
；在所述步骤
S3
制备的混合溶液
C
中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙飞，曹宇，魏延，胡银春，连小洁，赵丽琴，陈维毅，黄棣，
申请(专利权)人：山西浙大新材料与化工研究院，
类型：发明
国别省市：