本发明属于医用敷料技术领域，具体涉及一种医用抗菌水凝胶敷料制备方法。
背景技术：
水凝胶是一种由水溶性聚合物交联而成的具有三维亲水性网络的不溶性凝胶聚合物，目前，水凝胶在医用敷料领域已得到了广泛的研究与应用。水凝胶高的含水量可以促进潮湿环境中肉芽组织和上皮生长，其弹性性能可以为伤口治疗带来方便，使伤口愈合后没有任何损伤，同时，水凝胶还具有舒缓和冷却表面皮肤的疗效，可以降低伤口温度，适用于慢性伤口、坏死的伤口、压力性溃疡和烧伤等。另一方面，水凝胶也具有药物缓释的效果，主要使利用物理包埋固定化技术，将药物等与单体的水溶液在聚合交联，药物在水凝胶聚合物集采的降解作用下，可长期稳定的释放到伤口附近，从而大大提供了药物的利用率，使其长效地发挥作用。然而，随着对医用水凝胶敷料的要求越来越高，其在机械性能及抗菌能力上有待进一步加强。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明旨在提供一种抗菌效果好，同时机械性能优良的医用水凝胶敷料的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种医用抗菌水凝胶敷料制备方法，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的20-30份氧化海藻酸钠加入到蒸馏水中，磁力搅拌溶解20-40min，配置成10-20%的氧化海藻酸钠溶液，避光保存，备用；
（2）将40-50份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，40-60℃下干燥5-10h，然后将干燥后的羧甲基壳聚糖加入到其体积20-25倍的蒸馏水中，升温至40-50℃，以400-600rpm的转速搅拌溶解；
（3）将步骤（1）所得溶液加入到步骤（2）所得溶液中，以40-50℃，400-600rpm的转速继续搅拌10-30min后加入10-20份氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维，提速至800-1000rpm，搅拌5-10min，保持温度为40-45℃，静置1-3h，形成凝胶即可。
进一步的，步骤（3）所述氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维制备方法为：
（1）将5-8份氧化石墨烯置于真空干燥箱中，80-90℃下干燥3-6h，然后加入到其体积5-10倍的蒸馏水中，利用50-70hz、800-1500w的超声处理1-2h，使其充分分散，得到氧化石墨烯分散液；
（2）将15-20份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，40-60℃下干燥5-10h，然后加入到质量分数为2-5%的醋酸溶液中，常温下500-800rpm转速搅拌至充分溶解，然后缓慢滴加步骤（1）所得氧化石墨烯分散液，滴加完毕后降速至300-400rpm，搅拌反应2-4h，得到氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝液；
（3）将步骤（2）所得氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝溶液用计量泵输入喷丝头，使纺丝溶液挤入凝固浴中边凝固边拉伸，将所得纺丝纤维用30-50℃的1-3%的碳酸氢钠溶液清洗1-3次，然后进行冷冻干燥；
（4）将步骤（3）冷冻干燥后的纺丝物取出后立即进行粉碎，至长度为0.5-2.5mm，备用；
进一步的，步骤（3）所述边凝固边拉伸至纺丝直径为0.1-0.5mm。
进一步的，步骤（3）所述冷冻干燥为：先将所得纺丝物放入冷冻干燥机中，在-20～-30℃下冷冻2-3h，然后以2-3℃/min的速率升温至0-10℃，处理1-2h，接着再以1-2℃/min的速率降至-40～-45℃，冷冻干燥4-8h。
本发明的有益效果：本发明首先利用氧化石墨烯改性羧甲基壳聚糖，使氧化石墨烯包裹于羧甲基壳聚糖中，然后将其通过纺丝、冻干、粉碎形成纤维，再与氧化海藻酸钠、羧甲基壳聚糖一起作用，形成水凝胶敷料，其抗菌效果优良，并且，机械性能也得到了大幅提高，具有良好的生物相容性；利用氧化石墨烯改性羧甲基壳聚糖，一方面，壳聚糖包裹氧化石墨烯后，可以长久地发挥氧化石墨烯的抗菌特性，达到缓释的作用，另一方面，壳聚糖包裹氧化石墨烯后，也促进了氧化石墨烯在氧化海藻酸钠-羧甲基壳聚糖水凝胶基底的融合与分散，提高其界面相容性，进一步提高水凝胶的机械性能；将氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖悬浮液进行纺丝后冻干形成纤维，再应用到水凝胶合成中，一方面，包裹着氧化石墨烯的羧甲基壳聚糖纤维也会与氧化海藻酸钠反应，参与到水凝胶的网络中，形成更加稳定牢固的三维网络，提高了水凝胶的力学性能，另一方面，也增强了氧化石墨烯与水凝胶基底的结合力，提高抗菌效果。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种医用抗菌水凝胶敷料制备方法，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的20份氧化海藻酸钠加入到蒸馏水中，磁力搅拌溶解20min，配置成10%的氧化海藻酸钠溶液，避光保存，备用；
（2）将40份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，40℃下干燥5h，然后将干燥后的羧甲基壳聚糖加入到其体积20倍的蒸馏水中，升温至40℃，以400rpm的转速搅拌溶解；
（3）将步骤（1）所得溶液加入到步骤（2）所得溶液中，以40℃，400rpm的转速继续搅拌10min后加入10份氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维，提速至800rpm，搅拌5min，保持温度为40℃，静置1h，形成凝胶即可。
进一步的，步骤（3）所述氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维制备方法为：
（1）将5份氧化石墨烯置于真空干燥箱中，80℃下干燥3h，然后加入到其体积5倍的蒸馏水中，利用50hz、800w的超声处理1h，使其充分分散，得到氧化石墨烯分散液；
（2）将15份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，40℃下干燥5h，然后加入到质量分数为2%的醋酸溶液中，常温下500rpm转速搅拌至充分溶解，然后缓慢滴加步骤（1）所得氧化石墨烯分散液，滴加完毕后降速至300rpm，搅拌反应2h，得到氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝液；
（3）将步骤（2）所得氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝溶液用计量泵输入喷丝头，使纺丝溶液挤入凝固浴中边凝固边拉伸，将所得纺丝纤维用30℃的1%的碳酸氢钠溶液清洗1次，然后进行冷冻干燥；
（4）将步骤（3）冷冻干燥后的纺丝物取出后立即进行粉碎，至长度为0.5mm，备用；
进一步的，步骤（3）所述边凝固边拉伸至纺丝直径为0.1mm。
进一步的，步骤（3）所述冷冻干燥为：先将所得纺丝物放入冷冻干燥机中，在-20℃下冷冻2h，然后以2℃/min的速率升温至0℃，处理1h，接着再以1℃/min的速率降至-40℃，冷冻干燥4h。
实施例（2）
一种医用抗菌水凝胶敷料制备方法，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的25份氧化海藻酸钠加入到蒸馏水中，磁力搅拌溶解30min，配置成15%的氧化海藻酸钠溶液，避光保存，备用；
（2）将45份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，50℃下干燥7h，然后将干燥后的羧甲基壳聚糖加入到其体积22倍的蒸馏水中，升温至45℃，以500rpm的转速搅拌溶解；
（3）将步骤（1）所得溶液加入到步骤（2）所得溶液中，以45℃，500rpm的转速继续搅拌20min后加入15份氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维，提速至900rpm，搅拌7min，保持温度为42℃，静置2h，形成凝胶即可。
进一步的，步骤（3）所述氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维制备方法为：
（1）将6份氧化石墨烯置于真空干燥箱中，85℃下干燥5h，然后加入到其体积7倍的蒸馏水中，利用60hz、1000w的超声处理2h，使其充分分散，得到氧化石墨烯分散液；
（2）将18份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，50℃下干燥7h，然后加入到质量分数为4%的醋酸溶液中，常温下700rpm转速搅拌至充分溶解，然后缓慢滴加步骤（1）所得氧化石墨烯分散液，滴加完毕后降速至350rpm，搅拌反应3h，得到氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝液；
（3）将步骤（2）所得氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝溶液用计量泵输入喷丝头，使纺丝溶液挤入凝固浴中边凝固边拉伸，将所得纺丝纤维用40℃的2%的碳酸氢钠溶液清洗2次，然后进行冷冻干燥；
（4）将步骤（3）冷冻干燥后的纺丝物取出后立即进行粉碎，至长度为1.5mm，备用；
进一步的，步骤（3）所述边凝固边拉伸至纺丝直径为0.3mm。
进一步的，步骤（3）所述冷冻干燥为：先将所得纺丝物放入冷冻干燥机中，在-25℃下冷冻3h，然后以3℃/min的速率升温至-5℃，处理2h，接着再以2℃/min的速率降至-43℃，冷冻干燥6h。
实施例3
一种医用抗菌水凝胶敷料制备方法，包括以下步骤：
（1）将以重量份计的30份氧化海藻酸钠加入到蒸馏水中，磁力搅拌溶解40min，配置成20%的氧化海藻酸钠溶液，避光保存，备用；
（2）将50份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，60℃下干燥10h，然后将干燥后的羧甲基壳聚糖加入到其体积25倍的蒸馏水中，升温至50℃，以600rpm的转速搅拌溶解；
（3）将步骤（1）所得溶液加入到步骤（2）所得溶液中，以50℃，600rpm的转速继续搅拌30min后加入20份氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维，提速至1000rpm，搅拌10min，保持温度为45℃，静置3h，形成凝胶即可。
进一步的，步骤（3）所述氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝纤维制备方法为：
（1）将8份氧化石墨烯置于真空干燥箱中，90℃下干燥6h，然后加入到其体积10倍的蒸馏水中，利用70hz、1500w的超声处理2h，使其充分分散，得到氧化石墨烯分散液；
（2）将20份羧甲基壳聚糖置于真空干燥箱中，60℃下干燥10h，然后加入到质量分数为5%的醋酸溶液中，常温下800rpm转速搅拌至充分溶解，然后缓慢滴加步骤（1）所得氧化石墨烯分散液，滴加完毕后降速至400rpm，搅拌反应4h，得到氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝液；
（3）将步骤（2）所得氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖纺丝溶液用计量泵输入喷丝头，使纺丝溶液挤入凝固浴中边凝固边拉伸，将所得纺丝纤维用50℃的3%的碳酸氢钠溶液清洗3次，然后进行冷冻干燥；
（4）将步骤（3）冷冻干燥后的纺丝物取出后立即进行粉碎，至长度为2.5mm，备用；
进一步的，步骤（3）所述边凝固边拉伸至纺丝直径为0.5mm。
进一步的，步骤（3）所述冷冻干燥为：先将所得纺丝物放入冷冻干燥机中，在-30℃下冷冻3h，然后以3℃/min的速率升温至10℃，处理2h，接着再以2℃/min的速率降至-45℃，冷冻干燥8h。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例1，省略了氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖的纺丝步骤，直接将其形成凝胶，冻干粉碎即可，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例，省略了氧化石墨烯的加入，除此之外的方法步骤均相同。
实验：
机械性能测试：将各组条件下制得的水凝胶制成1.5ｍｌ、直径为15mm的圆柱形样品，使用万能力学测试机对样品进行压缩力学测试，以1mm/min的速率进行压缩，直至样品断裂。
抗菌性能测试：皮肤损伤后，创面分泌物中含有多种不同类型的细菌，本实验选取常见的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为实验菌进行抗菌实验：将各组样品制备成直径12mm，厚2mm的扁圆柱形，经过紫外灭菌后，放置于涂有106cfu/ml的菌液的琼脂培养基上，将培养皿倒扣，置于37℃的恒温培养箱中培养24h，取出观察抑菌圈的生长情况。
实验结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，通过将氧化石墨烯-羧甲基壳聚糖凝胶进行纺丝后形成纤维，大大增加了水凝胶敷料的机械性能，同时，氧化石墨烯的加入，也提供了优异的抗菌性能。