本发明涉及一种含聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖的复合海绵及其制备方法，属于医用材料领域。
背景技术：
人类皮肤是对各种环境攻击的第一道防线。这个复杂的器官有很多独特的功能，如保护人体不受毒素和微生物侵扰的机制，调控人体温度，支撑血管和神经，预防非水生动物脱水等。此外，它还与免疫监控和感官检测系统有关。如果皮肤受到创伤，需经过一个复杂而痛苦的伤口愈合过程，此过程包括三个主要步骤：伤口边缘收缩，疤痕的形成和变形，组织再生。为了最小化愈合过程中伤害和感染的风险，以及促进创伤组织的完整修复，伤口处应覆盖。目前商业用的伤口海绵，它们由合成和天然材料组成，包括聚氨酯和多糖(如淀粉)。理想的海绵应保护伤口免受外界伤害和微生物入侵，还应是舒适、兼容、耐用、无毒，且不与伤口粘连，无刺激反应，还能保证伤口透气性和一定的润湿性。
羧化壳聚糖、医用明胶和聚乙烯醇都具有很多生物学优点，单独的使用其中一种都难以成为理想海绵，羧化壳聚糖亲水性较强但在湿润时无法保持一定形态和强度，医用明胶亲水性较差，对创面渗出液较多的伤口无能为力，且制得的海绵表面粗糙干燥，但其强度较高。聚乙烯醇海绵保水性差发硬，但其表面光滑柔软，服贴性好。
目前，现有技术中没有上述三者共同使用制备复合海绵的相关技术，而且在已有的研究中也存在一些缺陷，如所得海绵与生物自组织的亲和性差，对皮肤刺激性大。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种含聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖的复合海绵及其制备方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种含聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖的复合海绵，其特征在于，其主要由以下重量份原料制成：
聚乙烯醇3-13份、医用明胶3-100份、羧化壳聚糖5-65份，以及戊二醛和甘油。
作为优选，所述含聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖的复合海绵主要由以下重量份原料制成：
聚乙烯醇3份、医用明胶3-100份、羧化壳聚糖5-65份，以及戊二醛和甘油。
作为另一种优选，所述含聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖的复合海绵，其特征在于，其主要由以下重量份原料制成：
聚乙烯醇13份、医用明胶3-100份、羧化壳聚糖5-65份，以及戊二醛和甘油。
作为另一种优选，所述羧化壳聚糖为O-羧甲基壳聚糖(O-CMCS)、N-羧甲基壳聚糖(N-CMCS)、N，O-羧甲基壳聚糖(N，O-CMCS)或N，O-羧乙基壳聚糖。
本发明还提供了所述复合海绵的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇放入水中在室温下充分溶胀，在搅拌作用下，升温至40-50℃，冷却后抽虑得到聚乙烯醇溶液，配制明胶溶液和羧化壳聚糖溶液，然后边搅拌边把明胶溶液和羧化壳聚糖溶液缓慢加入到聚乙烯醇溶液中，再在搅拌下进行充分共混，得到三者混合溶液，使其中原料重量份比例为：聚乙烯醇3-13份，医用明胶3-100份、羧化壳聚糖5-65份；
(2)配制戊二醛溶液，缓慢加入到上述混合溶液中，再加入甘油，搅拌混合均匀后室温交联0.2-1h，然后注入模具在冰箱中进行冷冻，将冷冻好的样品进行真空冷冻干燥，即得。
作为优选，步骤(1)中所述聚乙烯醇溶液、明胶溶液和羧化壳聚糖溶液的质量浓度均为2％。
作为另一种优选，步骤(2)中所述戊二醛溶液的质量浓度为0.25％；所述真空冷冻干燥的时间至少为24h。
作为另一种优选，步骤(2)中所述的戊二醛溶液与混合溶液的体积比为1：50，甘油与混合溶液的体积比为2:250。
本发明中羧化壳聚糖是壳聚糖的一种衍生物，可溶于水，相比壳聚糖具有更好的生物可降解性和生物相容性，降解后不会有明显的炎症反应，由于羧化壳聚糖与纤维细胞有较好的粘附性，能更大程度促进纤维细胞生长，体内创伤愈合实验表明，羧化壳聚糖加入胶原质基体中可以显著促进伤口愈合，此外其还有保湿性好，无毒性，抗菌性等优异的生物性能。
本发明中明胶是胶原经酸或碱处理部分水解后得到的一种蛋白质，不溶于冷水，可溶于热水。明胶与生物组织亲和性好，能活化巨噬细胞加快止血，此外还能促进细胞粘附和生长，所含蛋白质可以为细胞提供营养物质而促进伤口愈合。明胶和羧化壳聚糖分子之间的氢键作用使壳聚糖分子链排列规整从而提高海绵强度。明胶还有优良的凝胶性及持水性好的特点。
本发明中聚乙烯醇是一种无毒无刺激性的亲水性高聚物，其在分子间和分子内容易形成大量的氢键，因而PVA分子水溶性好，结晶度高，成膜性好，化学稳定性高。聚乙烯醇海绵表面柔软光滑，不会产生纤维脱落，有利于创面新生肉芽的生长，吸水能力超强，压缩后吸水可膨胀，便于稳定储存。
技术效果：相对于现有技术，本发明技术具有以下优势：
(1)本发明采用的两大主材均为天然生物材料：羧化壳聚糖和明胶，与其他合成的伤口海绵相比，生物相容性更好，与生物组织有更好的亲和性，有机溶剂较少，对皮肤无刺激性。
(2)本发明采用的壳聚糖为羧化壳聚糖，其溶液配制便捷，不使用醋酸、盐酸等弱酸，不会残留能引发皮肤过敏或炎症反应的物质。
(3)本发明制备工序简单，无需对羧化壳聚糖溶液中和离心处理，也不需二次冻干。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。而本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体试验结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。
实施例1
(1)将聚乙烯醇放入水中在室温下充分溶胀，在磁力搅拌作用下，升温至40-50℃，冷却后抽虑得到2％聚乙烯醇溶液，配制质量浓度为2％的明胶溶液和2％的N-羧甲基壳聚糖溶液，然后边搅拌边把明胶溶液和羧化壳聚糖溶液缓慢加入到聚乙烯醇溶液中，再在磁力搅拌下进行充分共混，得到三者混合溶液,其中聚乙烯醇占5份、明胶占23份、N-羧甲基壳聚糖占25份；
(2)配制质量浓度为0.25％的戊二醛溶液，缓慢加入到配制好的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液中，再加入甘油，搅拌混合均匀后室温交联1h，将不同聚乙烯醇、明胶、羧化壳聚糖配比的溶液注入模具在冰箱中进行冷冻，然后将冷冻好的样品放入真空冷冻干燥机中，至少冷冻干燥24小时，便可得到聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖多孔海绵材料，所述的戊二醛溶液与所配制的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液的体积比为1：50，甘油与混合溶液的体积比为2:250。
实施例2
(1)将聚乙烯醇放入水中在室温下充分溶胀，在磁力搅拌作用下，升温至40-50℃，冷却后抽虑得到2％聚乙烯醇溶液，配制质量浓度为2％的明胶溶液和2％的O-羧甲基壳聚糖溶液，然后边搅拌边把明胶溶液和羧化壳聚糖溶液缓慢加入到聚乙烯醇溶液中，再在磁力搅拌下进行充分共混，得到三者混合溶液,其中聚乙烯醇占3份、明胶占60份、O-羧甲基壳聚糖占5份；
(2)配制质量浓度为0.25％的戊二醛溶液，缓慢加入到配制好的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液中，再加入甘油，搅拌混合均匀后室温交联0.5h，将不同聚乙烯醇、明胶、羧化壳聚糖配比的溶液注入模具在冰箱中进行冷冻，然后将冷冻好的样品放入真空冷冻干燥机中，至少冷冻干燥24小时，便可得到聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖多孔海绵材料，所述的戊二醛溶液与所配制的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液的体积比为1：50，甘油与混合溶液的体积比为2:250。
实施例3
(1)将聚乙烯醇放入水中在室温下充分溶胀，在磁力搅拌作用下，升温至40-50℃，冷却后抽虑得到2％聚乙烯醇溶液，配制质量浓度为2％的明胶溶液和2％的N，O-羧甲基壳聚糖溶液，然后边搅拌边把明胶溶液和羧化壳聚糖溶液缓慢加入到聚乙烯醇溶液中，再在磁力搅拌下进行充分共混，得到三者混合溶液,其中聚乙烯醇占7份、明胶占10份、N，O-羧甲基壳聚糖占30份；
(2)配制质量浓度为0.25％的戊二醛溶液，缓慢加入到配制好的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液中，再加入甘油，搅拌混合均匀后室温交联0.3h，将不同聚乙烯醇、明胶、羧化壳聚糖配比的溶液注入模具在冰箱中进行冷冻，然后将冷冻好的样品放入真空冷冻干燥机中，至少冷冻干燥24小时，便可得到聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖多孔海绵材料，所述的戊二醛溶液与所配制的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液的体积比为1：50，甘油与混合溶液的体积比为2:250。
实施例4
(1)将聚乙烯醇放入水中在室温下充分溶胀，在磁力搅拌作用下，升温至40-50℃，冷却后抽虑得到2％聚乙烯醇溶液，配制质量浓度为2％的明胶溶液和2％的N，O-羧乙基壳聚糖溶液，然后边搅拌边把明胶溶液和羧化壳聚糖溶液缓慢加入到聚乙烯醇溶液中，再在磁力搅拌下进行充分共混，得到三者混合溶液,其中聚乙烯醇占13份、明胶占100份、N，O-羧乙基壳聚糖占35份；
(2)配制质量浓度为0.25％的戊二醛溶液，缓慢加入到配制好的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液中，再加入甘油，搅拌混合均匀后室温交联0.3h，将不同聚乙烯醇、明胶、羧化壳聚糖配比的溶液注入模具在冰箱中进行冷冻，然后将冷冻好的样品放入真空冷冻干燥机中，至少冷冻干燥24小时，便可得到聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖多孔海绵材料，所述的戊二醛溶液与所配制的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液的体积比为1：50，甘油与混合溶液的体积比为2:250。
实施例5
(1)将聚乙烯醇放入水中在室温下充分溶胀，在磁力搅拌作用下，升温至40-50℃，冷却后抽虑得到2％聚乙烯醇溶液，配制质量浓度为2％的明胶溶液和2％的N-羧甲基壳聚糖溶液，然后边搅拌边把明胶溶液和羧化壳聚糖溶液缓慢加入到聚乙烯醇溶液中，再在磁力搅拌下进行充分共混，得到三者混合溶液,其中聚乙烯醇占10份、明胶占45份、N-羧甲基壳聚糖占65份；
(2)配制质量浓度为0.25％的戊二醛溶液，缓慢加入到配制好的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液中，再加入甘油，搅拌混合均匀后室温交联0.3h，将不同聚乙烯醇、明胶、羧化壳聚糖配比的溶液注入模具在冰箱中进行冷冻，然后将冷冻好的样品放入真空冷冻干燥机中，至少冷冻干燥24小时，便可得到聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖多孔海绵材料，所述的戊二醛溶液与所配制的聚乙烯醇-明胶-羧化壳聚糖混合溶液的体积比为1：50，甘油与混合溶液的体积比为2:250。
实验例本发明所得复合海绵性能检测
采用常规方法检测复合海绵的断裂伸长率和吸水率，结果见下表1。
对照1组与本发明实施例1相同，不同之处仅在于不含有N-羧甲基壳聚糖；
对照2组与本发明实施例2相同，不同之处仅在于不含有O-羧甲基壳聚糖。
由下表1结果可得，与两个对照组相比较，本发明所得复合海绵，其断裂伸长率和吸水率均显著提高。
此外，经过试验证实，本发明复合海绵对皮肤愈合具有明显的促进作用，并且能有效防止组织感染、伤口发炎等。
表1各方法所得复合海绵性能检测结果