本发明属于医用敷料材料技术领域，具体涉及一种甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料及其制备方法。
背景技术
功能高分子材料水凝胶由于内部带有强烈的亲水基团，因此对水具有特殊的吸附作用，使水凝胶的分子间交联形成网状结构，且与水牢固结合，即使水凝胶中的水收到相当大的压力也难被挤出，因此，与传统无菌纱布敷料相比，水凝胶能促进伤口更好地愈合、减轻患者的疼痛，并改善创面的微环境，抑制细菌的生长，在医用敷料领域有更好的应用前景。
功能高分子材料水凝胶包括天然高分子材料和合成高分子材料，其中，天然高分子材料包括透明质胶、海藻酸、壳聚糖、胶原蛋白、明胶、纤维素、葡聚糖、甲壳素和琼脂糖等，合成高分子材料包括聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚己内酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯和聚乳酸等，天然-合成复合高分子包括壳聚糖-聚乙二醇、壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮、胶原蛋白-聚丙烯酸等。中国专利cn104043144b公开的一种天然聚多糖/纳米二氧化钛复合水凝胶光敏抗菌敷料及辐射合成方法，该复合水凝胶光敏抗菌敷料包括背衬层、水凝胶敷料层和剥离层，将天然聚多糖、辐照敏化剂、ph调节剂、表面活性剂溶于水中，搅拌均匀制成高分子中间体溶液，将高分子中间体溶液加入纳米二氧化钛乳液体系中，超声搅拌均匀后，通过氮气后，真空脱泡，得到混合体系，然后将混合体系浇注到模具中或者流延预制成薄膜，经快速循环冷冻干燥成型，密封包装，然后将包装的产品置于电离射线下进行辐射交联反应，得到天然聚多糖/纳米二氧化钛复合水凝胶光敏抗菌敷料。该方法制备的复合水凝胶敷料将光敏和抗菌系统作用，制备的具有透明、透气、不与组织粘结、柔韧性好等特点。中国专利cn103623453b公开一种银离子水凝胶敷料的制备方法，将聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮/聚乙二醇/聚丙烯酸/聚丙烯酸盐/聚丙烯酰胺/可溶性壳聚糖/藻酸盐亲水性高分子聚合物水溶液，经真空脱泡后，通过涂布法/注模法制成水凝胶材料半成品，然后通过高能射线辐射辐射交联得到水凝胶材料，然后将水凝胶材料浸渍与银盐水溶液中，使水凝胶材料负载银离子，得到银离子水凝胶敷料。该方法制备的银离子水凝胶敷料可以缓慢释放银离子，长时间有效的抑制并预防创面常见细菌的生长，且生物相容性好，无皮肤刺激性和无皮肤致敏性。由上述现有技术可知，将水凝胶材料通过交联剂和加入金属离子可提高水凝胶的抗菌性，将水凝胶技术与生物医学的不断交叉融合，其表现出生物相容性、结构稳定性、易操作性、易操作及可视化等诸多优势。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料及其制备方法，本发明将甘露糖修饰的纳米颗粒加入到丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羟基乙酯复合多孔水凝胶的制备工艺中，将纳米颗粒牢固的固定于复合水凝胶内部结构中，且本发明利用辐射交联技术，在促使复合水凝胶内部进一步交联的同时，提高复合水凝胶对无纺布基布的结合力，使制备的医用敷料在具有优异的生物相容性和抗菌性的同时，机械性显著提高，使用更加方便有效。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料，所述甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料包括甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶和无纺布基布，所述甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶和无纺布基布之间通过辐射交联，所述甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶包括甲基丙烯酸酯甘露糖、纳米颗粒、丙烯酸水凝胶和甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶。
作为上述技术方案的优选，所述纳米颗粒包括纳米金属颗粒、纳米金属氧化物颗粒或者纳米无机非金属氧化物颗粒。
本发明还提供一种甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将甲基丙烯酸酯甘露糖溶液中加入纳米颗粒溶液，混合均匀后，加入粘合剂混合均匀后，通过喷雾制粒，得到甘露糖改性的纳米颗粒；
(2)将丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酰琥珀酰亚胺加入去离子水中，调节体系的ph值至5-5.5，滴加亚甲基双丙烯酰胺溶液，混合均匀后，加入步骤(1)制备的甘露醇改性的纳米颗粒和甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶，混合均匀后，加入引发剂和发泡剂，恒温高速旋转反应，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶；
(3)将步骤(2)制备的甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶涂覆于预处理的无纺布基布表面，转移至电离射线下进行辐射交联反应，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，纳米颗粒溶液包括金颗粒、银颗粒、二氧化钛或者二氧化硅中的一种或者几种。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，粘合剂为硫酸软骨素。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，甘露糖改性的纳米颗粒中甘露糖包覆于纳米颗粒的表面，甘露糖改性的纳米颗粒的粒径为80-125目。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酰琥珀酰亚胺的质量比为3-3.3:2-2.3:0.7-0.8。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，引发剂包括质量比为1:1的过硫酸铵和四甲基乙二胺，发泡剂为碳酸氢钠。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，恒温高速旋转反应的温度为40-45℃，转速为10000-15000r/min，时间为5-30min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶与无纺布基布的交联度为5-10％，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的交联度为45-75％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明将甘露糖修饰的纳米颗粒加入到丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羟基乙酯复合多孔水凝胶的制备工艺中，甘露糖是一种单糖，可以促使创面健康从炎症阶段进入到增殖阶段，促进创面的愈合，且甘露糖质地柔软，可附着于纳米颗粒的表面，借助粘合剂的作用形成稳定的薄膜，降低纳米颗粒的自凝聚问题，更有利于纳米颗粒均匀分布于凝胶的内部和表面，然后本发明将甘露糖修饰的纳米颗粒加入到丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羟基乙酯复合多孔水凝胶的制备工艺中，利用过硫酸铵和四甲基乙二胺引发剂的作用，促使丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酰琥珀酰亚胺内部聚合形成丙烯酸水凝胶的同时，使甘露糖与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶接枝交联，将纳米颗粒牢固的固定于复合水凝胶内部结构中，并借助高速搅拌工艺使发泡剂可以均匀的分布其中并快速反应形成孔径小且分布均匀的多孔水凝胶，此外本发明利用辐射交联技术，在促使复合水凝胶内部进一步交联的同时，提高复合水凝胶对无纺布基布的结合力，使制备的医用敷料在具有优异的生物相容性和抗菌性的同时，机械性显著提高，使用更加方便有效。
(2)本发明制备的甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中含有的纳米颗粒可赋予敷料具有光催化、抗菌、抗紫外等多孔功效，含有的水凝胶可保证敷料的生物相容性，无毒无副作用，锁水性优异，含有的甘露糖可进一步提高敷料的创面愈合效果，此外，本发明含有的水凝胶为多孔结构进一步提高了医用敷料的透气性能，因此本发明制备的甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料的机械性能和功能性俱佳，市场前景广阔。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将5％的甲基丙烯酸酯甘露糖溶液中加入0.5％的金颗粒溶液，混合均匀后，按照甲基丙烯酸酯甘露糖与硫酸软骨素的质量比为1:0.1，加入硫酸软骨素混合均匀后，在雾化压力为0.4mpa和雾化温度为100℃下通过喷雾制粒，得到80-125目的甘露糖包覆于纳米颗粒的表面的甘露糖改性的纳米颗粒。
(2)按重量份计，将3份的丙烯酰胺、2份的丙烯酸和0.7份的丙烯酰琥珀酰亚胺加入去离子水中，调节体系的ph值至5，滴加0.5份的亚甲基双丙烯酰胺溶液，混合均匀后，加入0.3份的甘露醇改性的纳米颗粒和2.5份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶，混合均匀后，加入0.5份的质量比为1:1的过硫酸铵和四甲基乙二胺引发剂和5份的碳酸氢钠发泡剂，在40℃恒温下，以10000r/min速率下高速旋转反应5min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶。
(3)将甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶涂覆于预处理的无纺布基布表面，转移至电离射线下，在5gky进行辐射交联反应1min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料，其中，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶与无纺布基布的交联度为5％，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的交联度为45％。
实施例2：
(1)将10％的甲基丙烯酸酯甘露糖溶液中加入0.8％的银颗粒溶液，混合均匀后，按照甲基丙烯酸酯甘露糖与硫酸软骨素的质量比为1:0.3，加入硫酸软骨素混合均匀后，在雾化压力为0.5mpa和雾化温度为100℃下通过喷雾制粒，得到125目的甘露糖包覆于纳米颗粒的表面的甘露糖改性的纳米颗粒。
(2)按重量份计，将3.3份的丙烯酰胺、2.3份的丙烯酸和0.8份的丙烯酰琥珀酰亚胺加入去离子水中，调节体系的ph值至5.5，滴加0.8份的亚甲基双丙烯酰胺溶液，混合均匀后，加入0.5份的甘露醇改性的纳米颗粒和3份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶，混合均匀后，加入0.5份的质量比为1:1的过硫酸铵和四甲基乙二胺引发剂和8份的碳酸氢钠发泡剂，在45℃恒温下，以15000r/min速率下高速旋转反应30min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶。
(3)将甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶涂覆于预处理的无纺布基布表面，转移至电离射线下，在10gky进行辐射交联反应3min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料，其中，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶与无纺布基布的交联度为10％，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的交联度为75％。
实施例3：
(1)将7％的甲基丙烯酸酯甘露糖溶液中加入0.6％的二氧化钛溶液，混合均匀后，按照甲基丙烯酸酯甘露糖与硫酸软骨素的质量比为1:0.2，加入硫酸软骨素混合均匀后，在雾化压力为0.43mpa和雾化温度为100℃下通过喷雾制粒，得到80-125目的甘露糖包覆于纳米颗粒的表面的甘露糖改性的纳米颗粒。
(2)按重量份计，将3.2份的丙烯酰胺、2.1份的丙烯酸和0.75份的丙烯酰琥珀酰亚胺加入去离子水中，调节体系的ph值至5.3，滴加0.6份的亚甲基双丙烯酰胺溶液，混合均匀后，加入0.4份的甘露醇改性的纳米颗粒和2.8份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶，混合均匀后，加入0.5份的质量比为1:1的过硫酸铵和四甲基乙二胺引发剂和6份的碳酸氢钠发泡剂，在43℃恒温下，以14000r/min速率下高速旋转反应10min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶。
(3)将甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶涂覆于预处理的无纺布基布表面，转移至电离射线下，7gky进行辐射交联反应2min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料，其中，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶与无纺布基布的交联度为7％，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的交联度为55％。
实施例4：
(1)将5.5％的甲基丙烯酸酯甘露糖溶液中加入0.6％的二氧化硅溶液，混合均匀后，按照甲基丙烯酸酯甘露糖与硫酸软骨素的质量比为1:0.15，加入硫酸软骨素混合均匀后，在雾化压力为0.43mpa和雾化温度为100℃下通过喷雾制粒，得到80-125目的甘露糖包覆于纳米颗粒的表面的甘露糖改性的纳米颗粒。
(2)按重量份计，将3.3份的丙烯酰胺、2.2份的丙烯酸和0.74份的丙烯酰琥珀酰亚胺加入去离子水中，调节体系的ph值至5.3，滴加0.7份的亚甲基双丙烯酰胺溶液，混合均匀后，加入0.35份的甘露醇改性的纳米颗粒和2.8份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶，混合均匀后，加入0.5份的质量比为1:1的过硫酸铵和四甲基乙二胺引发剂和6.5份的碳酸氢钠发泡剂，在44℃恒温下，以12000r/min速率下高速旋转反应25min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶。
(3)将甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶涂覆于预处理的无纺布基布表面，转移至电离射线下，在8gky进行辐射交联反应2.5min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料，其中，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶与无纺布基布的交联度为7.5％，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的交联度为60％。
实施例5：
(1)将8.5％的甲基丙烯酸酯甘露糖溶液中加入0.8％的银颗粒溶液，混合均匀后，按照甲基丙烯酸酯甘露糖与硫酸软骨素的质量比为1:0.2，加入硫酸软骨素混合均匀后，在雾化压力为0.42mpa和雾化温度为100℃下通过喷雾制粒，得到80-125目的甘露糖包覆于纳米颗粒的表面的甘露糖改性的纳米颗粒。
(2)按重量份计，将3.2份的丙烯酰胺、2份的丙烯酸和0.75份的丙烯酰琥珀酰亚胺加入去离子水中，调节体系的ph值至5.3，滴加0.7份的亚甲基双丙烯酰胺溶液，混合均匀后，加入0.35份的甘露醇改性的纳米颗粒和2.9份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶，混合均匀后，加入0.5份的质量比为1:1的过硫酸铵和四甲基乙二胺引发剂和8份的碳酸氢钠发泡剂，在43℃恒温下，以12500r/min速率下高速旋转反应25min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶。
(3)将甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶涂覆于预处理的无纺布基布表面，转移至电离射线下，在9.5gky进行辐射交联反应2min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料，其中，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶与无纺布基布的交联度为7％，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的交联度为65％。
实施例6：
(1)将5％的甲基丙烯酸酯甘露糖溶液中加入0.8％的金颗粒溶液，混合均匀后，按照甲基丙烯酸酯甘露糖与硫酸软骨素的质量比为1:0.3，加入硫酸软骨素混合均匀后，在雾化压力为0.4mpa和雾化温度为100℃下通过喷雾制粒，得到80-125目的甘露糖包覆于纳米颗粒的表面的甘露糖改性的纳米颗粒。
(2)按重量份计，将3.3份的丙烯酰胺、2份的丙烯酸和0.8份的丙烯酰琥珀酰亚胺加入去离子水中，调节体系的ph值至5，滴加0.8份的亚甲基双丙烯酰胺溶液，混合均匀后，加入0.3份的甘露醇改性的纳米颗粒和2.5份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯水凝胶，混合均匀后，加入0.5份的质量比为1:1的过硫酸铵和四甲基乙二胺引发剂和8份的碳酸氢钠发泡剂，在40℃恒温下，以15000r/min速率下高速旋转反应5min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶。
(3)将甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶涂覆于预处理的无纺布基布表面，转移至电离射线下，在5gky进行辐射交联反应3min，得到甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料，其中，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料中甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶与无纺布基布的交联度为6％，甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的交联度为50％。
经检测，实施例1-6制备的甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶的孔径范围、力学性能和抗菌率的结果如下所示：
经检测，实施例1-6制备的甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料的力学性能和透气率的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的甘露糖修饰的纳米颗粒改性的多孔水凝胶医用敷料含有微观和宏观孔洞结构，且具有优异的机械性能和抗菌性能，且医用敷料的透气率下降并不多。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。