本发明涉及医用功能性敷料技术领域，具体涉及一种长效抗菌水凝胶及其制备方法。
背景技术：
敷料是包扎、处理伤口或创面时必不可少的材料。医用敷料是指覆盖在创面上，在创面不断康复过程中起到暂时替代受损皮肤保护组织的作用，作为一种屏障，避免创面被外接环境污染，同时提供优良的愈合康复环境的一类医疗用品。为了促进创面的愈合，通常需要在敷料中加入一些功能性的成分，比如抗菌成分、促愈合成分、止血成分等等。然而传统的敷料中的功能性成分通常是以该成分的原始状态直接作为敷料的原料之一，制作成不同形式的敷料，比如在水凝胶敷料中，加入抗菌剂、止血成分和促愈合成分，直接作为原料加入凝胶基质中，制成水凝胶敷料。这种传统方式制备的敷料虽然也能发挥出功能性成分具有的抗菌、促愈合功效，但是其药物成分是一次性完全直接释放的，药物药效持续时间短，不能长效的发挥对创面杀菌和促愈合的作用，需要不停的更换敷料，造成使用的不方便。
技术实现要素：
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种长效抗菌水凝胶，能够缓慢的释放功能性药物成分，具有长效抗菌性能。
同时，本发明还在于提供一种长效抗菌水凝胶的制备方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种长效抗菌水凝胶，由水凝胶中掺入包裹有药物成分的微胶囊制备而成；其中水凝胶的凝胶基质为聚乙烯醇；微胶囊由以海藻酸钠和药物成分的混合溶液为水相，以液体石蜡加入乳化剂为油相，以壳聚糖和氯化钙的混合溶液为交联剂制备而成。
上述长效抗菌水凝胶的制备方法，包括以下操作步骤：
1）制备微胶囊：
a：制备水相：
配制质量浓度为1.5%~2.5%海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入有机硅季铵盐和壳寡糖，溶解混合均匀后，得混合溶液1，作为水相；
b：制备油相：
取液体石蜡，加入乳化剂，混合均匀，作为油相；
c：制备交联剂：
配制体积浓度为1%~2%的壳聚糖乙酸溶液，在壳聚糖乙酸溶液中加入氯化钙，混合溶解均匀，得混合溶液2，作为交联剂；
d：成型微胶囊：
按照油水比3~4：1的质量比，取油相滴加至水相中，滴加过程中不断搅拌形成乳剂，油相滴加完毕后，按照交联剂与水相的质量比为1：4~5，在搅拌状态下取交联剂滴加至乳剂中，交联剂滴加完毕后持续搅拌40~50min，离心弃去上层油相，保留下层微粒，洗涤、冷冻干燥后，即得所述的微胶囊；
2）水凝胶成型：
配制质量浓度为8~15%的聚乙烯醇水溶液，加入甘油和步骤1）制备的微胶囊，混合均匀后，辐照处理形成水凝胶，即完成。
可选的，所述交联剂中氯化钙的质量浓度为2~5%。
可选的，所述油相中乳化剂的质量浓度为2~5%。
可选的，所述壳聚糖的脱乙酰度范围为88~90%；壳聚糖的分子量范围为5~10万。
可选的，所述油相中乳化剂为吐温80和span80按照1：1~2比例的混合物。
可选的，步骤d中搅拌转速为550~650r/min。
可选的，步骤2）中甘油与聚乙烯醇水溶液的质量比为1：8~10。
可选的，步骤2）中微胶囊与聚乙烯醇水溶液的体积比为1：10~20。
可选的，所述水相中有机硅季铵盐的质量浓度为2~5%；壳寡糖的质量浓度为2~5%。
本发明长效抗菌水凝胶通过将药物成分加入海藻酸钠溶液中共同作为水相，将药物成分包裹在微胶囊中，然后再将微胶囊加入凝胶基质形成水凝胶敷料，该敷料在使用过程中，敷料涂覆在创面，在创面渗出液和体温的作用下，微胶囊逐渐发生溶胀释放出药物成分，实现对药物成分释放的可控性，具有缓释作用，能够使药物持续长效作用于伤口，避免传统敷料直接完全释放药物造成的药物成分不能持续发挥药效，需要不断更换敷料的缺陷。同时，本发明中采用壳聚糖、海藻酸钠和氯化钙结合进行交联形成微胶囊，避免化学交联剂的生物毒性，并且壳聚糖本身还具有抗菌的作用。
本发明长效抗菌水凝胶的制备方法，限定药物成分为有机硅季铵盐和壳寡糖，结合药物成分的性质，限定微胶囊制备过程中油水比例、交联时间、交联剂用量等参数条件，使得制得的微胶囊具有合适的吸收渗液溶胀释放药物成分的作用，实现有机硅季铵盐和壳寡糖释放速率的合适控制，使得制备的水凝胶敷料既能缓慢的释放药物成分，又能长效的发挥出抗菌、促进愈合和止血的作用，避免出现过度控制药物释放速率导致的敷料功效的减弱。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
下述实施例中壳聚糖的脱乙酰度范围为88~90%；壳聚糖的分子量范围为5~10万。
实施例1
本实施例长效抗菌水凝胶，由以下方法制备而成：
1）制备微胶囊：
a：制备水相：
配制质量浓度为2%海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入有机硅季铵盐和壳寡糖，有机硅季铵盐的质量浓度为3%；壳寡糖的质量浓度为3.5%溶解混合均匀后，得混合溶液1，作为水相；
b：制备油相：
取液体石蜡，按照吐温80：span80=1：1.5的质量比加入液体石蜡中，使得吐温80和span80的质量百分含量为3.5%，混合均匀，作为油相；
c：制备交联剂：
配制体积浓度为1.5%的壳聚糖乙酸溶液，在壳聚糖乙酸溶液中加入氯化钙，使氯化钙的质量浓度为3.5%，混合溶解均匀，得混合溶液2，作为交联剂；
d：成型微胶囊：
按照油水比3.5：1的质量比，取油相滴加至水相中，滴加过程中在600r/min的转速条件下不断搅拌形成乳剂，油相滴加完毕后，按照交联剂与水相的质量比为1：4.5，在搅拌状态下取交联剂滴加至乳剂中，交联剂滴加完毕后持续搅拌45min，离心弃去上层油相，保留下层微粒，洗涤、冷冻干燥后，即得所述的微胶囊；
2）水凝胶成型：
配制质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液，按照甘油与聚乙烯醇水溶液的质量比为1：9的质量比例加入甘油，按照微胶囊与聚乙烯醇水溶液的体积比为1：15加入微胶囊，混合均匀后，辐照处理形成水凝胶，即完成。
实施例2
本实施例长效抗菌水凝胶，由以下方法制备而成：
1）制备微胶囊：
a：制备水相：
配制质量浓度为1.5%海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入有机硅季铵盐和壳寡糖，有机硅季铵盐的质量浓度为2%；壳寡糖的质量浓度为2%溶解混合均匀后，得混合溶液1，作为水相；
b：制备油相：
取液体石蜡，按照吐温80：span80=1：1的质量比加入液体石蜡中，使得吐温80和span80的质量百分含量为2%，混合均匀，作为油相；
c：制备交联剂：
配制体积浓度为1%的壳聚糖乙酸溶液，在壳聚糖乙酸溶液中加入氯化钙，使氯化钙的质量浓度为2%，混合溶解均匀，得混合溶液2，作为交联剂；
d：成型微胶囊：
按照油水比3：1的质量比，取油相滴加至水相中，滴加过程中在550r/min的转速条件下不断搅拌形成乳剂，油相滴加完毕后，按照交联剂与水相的质量比为1：4，在搅拌状态下取交联剂滴加至乳剂中，交联剂滴加完毕后持续搅拌40min，离心弃去上层油相，保留下层微粒，洗涤、冷冻干燥后，即得所述的微胶囊；
2）水凝胶成型：
配制质量浓度为8%的聚乙烯醇水溶液，按照甘油与聚乙烯醇水溶液的质量比为1：8的质量比例加入甘油，按照微胶囊与聚乙烯醇水溶液的体积比为1：10加入微胶囊，混合均匀后，辐照处理形成水凝胶，即完成。
实施例3
本实施例长效抗菌水凝胶，由以下方法制备而成：
1）制备微胶囊：
a：制备水相：
配制质量浓度为2.5%海藻酸钠水溶液，在海藻酸钠水溶液中加入有机硅季铵盐和壳寡糖，有机硅季铵盐的质量浓度为5%；壳寡糖的质量浓度为5%溶解混合均匀后，得混合溶液1，作为水相；
b：制备油相：
取液体石蜡，按照吐温80：span80=1：2的质量比加入液体石蜡中，使得吐温80和span80的质量百分含量为5%，混合均匀，作为油相；
c：制备交联剂：
配制体积浓度为2%的壳聚糖乙酸溶液，在壳聚糖乙酸溶液中加入氯化钙，使氯化钙的质量浓度为5%，混合溶解均匀，得混合溶液2，作为交联剂；
d：成型微胶囊：
按照油水比4：1的质量比，取油相滴加至水相中，滴加过程中在650r/min的转速条件下不断搅拌形成乳剂，油相滴加完毕后，按照交联剂与水相的质量比为1：5，在搅拌状态下取交联剂滴加至乳剂中，交联剂滴加完毕后持续搅拌50min，离心弃去上层油相，保留下层微粒，洗涤、冷冻干燥后，即得所述的微胶囊；
2）水凝胶成型：
配制质量浓度为15%的聚乙烯醇水溶液，按照甘油与聚乙烯醇水溶液的质量比为1：10的质量比例加入甘油，按照微胶囊与聚乙烯醇水溶液的体积比为1：20加入微胶囊，混合均匀后，辐照处理形成水凝胶，即完成。
对比例1
本对比例与实施例1不同的是，省去壳寡糖，调整有机硅季铵盐的用量，使得有机硅季铵盐在水相中的质量浓度为6.5%，其他同实施例1。
对比例2
本对比例与实施例1不同的是，省去有机硅季铵盐，调整壳寡糖的用量，使得壳寡糖在水相中的质量浓度为6.5%，其他同实施例1。
对比例3
本对比例与实施例1不同的是，调整油水比为2：1、乳化剂质量浓度为1%、交联剂与水相的质量比为1：3，其他同实施例1。
对比例4
本对比例与实施例1不同的是，调整油水比为5：1、乳化剂质量浓度为8%、交联剂与水相的质量比为1：6，其他同实施例1。
对比例5
本对比例与实施例1不同的是，调整搅拌转速为400r/min，调整交联剂滴加完毕后持续搅拌的时间为60min，其他同实施例1。
对比例6
本对比例与实施例1不同的是，调整搅拌转速为700r/min，调整交联剂滴加完毕后持续搅拌的时间为30min，其他同实施例1。
试验例
试验方法：将实施例1和对比例1~8制备的水凝胶中分别加入柠檬酸调整其ph=5.5，将水凝胶加热至35~40℃，每隔2小时检测水凝胶中释放出的有机硅季铵盐和壳寡糖的总质量含量，结果显示对比例2制备的水凝胶的微胶囊溶胀速率最快，在4个小时溶胀释放出所有的壳寡糖，对比例1制备的水凝胶的微胶囊溶胀速率较慢，每段时间释放出少量的有机硅季铵盐，10小时溶胀释放出所有的有机硅季铵盐，实施例1制备的水凝胶的微胶囊溶胀速率适中，每段时间释放出的药物成分量适中，6个小时溶胀释放出所有的有机硅季铵盐和壳寡糖，由此可见药物成分的种类影响微胶囊的药物控释效果，其原因可能是由于药物成分后参与到交联过程中，影响微胶囊的壳体性质，进而影响微胶囊的溶胀行为，影响药物释放速率。
对比例3制备的水凝胶8个小时溶胀释放出所有的有机硅季铵盐和壳寡糖，对比例4制备的水凝胶10个小时溶胀释放出所有的有机硅季铵盐和壳寡糖，对比例5制备的水凝胶9个小时溶胀释放出所有的有机硅季铵盐和壳寡糖，对比例6制备的水凝胶11个小时溶胀释放出所有的有机硅季铵盐和壳寡糖，由此可见微胶囊制备过程中油水比、乳化剂用量、交联剂用量、搅拌速率和搅拌时间均会影响所制备的微胶囊的溶胀性能。
对比例1制备的水凝胶的药物释放速率过快，存在药物过快释放，不具有很好的缓释持续长时间的保持药物效果的功效；对比例2和对比例3~6的药物释放过慢，存在一段时间内药物成分释放量太少，虽然能够长时间的释放药物成分，但是不能很好的产生药物治疗作用。因此，本发明中通过将壳寡糖和有机硅季铵盐结合使用作为药物成分包裹在微胶囊中，再掺入聚乙烯醇水凝胶中，并且在制备过程中创造性的选择合适的油水比、乳化剂用量、交联剂用量、搅拌速率和搅拌时间，使得有机硅季铵盐和壳寡糖能够具有适中的释放速率，每段时间内的药物释放量即能够满足伤口愈合和抗菌的需求，又能达到缓释长效抗菌和促愈合的作用。