一种自愈性水凝胶敷料及其制备方法和应用

本发明属于水凝胶的，更具体地，涉及一种自愈性水凝胶敷料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、皮肤作为人体最大的器官，是保护机体免受物理、化学损伤和微生物感染的第一道屏障，可以抵挡外界细菌的入侵以及维持机体内环境的稳定，当皮肤受到创伤时，机体会发生一系列生理病理变化。皮肤伤口愈合分为四个阶段，包括止血、炎症、细胞增殖和组织重塑四个阶段。基于微环境改造的治疗方式可以通过直接改变伤口外部微环境，间接影响伤口内部微环境，为伤口愈合寻找一种更有效的新的解决方法。

2、目前已开发出多种伤口敷料用于伤口护理，包括纱布、棉花和绷带等传统伤口敷料，但是它们不能在伤口界面处提供潮湿的环境，并且这些传统敷料在换药时容易黏附在伤口上，损伤再生组织。现有水凝胶敷料对皮肤的贴合性能较差，不能很好地贴合于运动的创面，这限制了水凝胶敷料在创面修复中的应用。

3、具有高含水量和多孔结构的水凝胶类似于生物体的细胞外基质(ecm)，也已广泛应用于创伤修复，这类生物材料通常为组织重建提供最佳的结构和功能微环境。尿囊素是一种在动物和紫草中发现的主要代谢中间体，它具有角质松解、水合、麻醉镇痛、抗刺激、促进上皮生长、消炎、抑菌等作用，对溃疡、痤疮、脂溢和痔疮表现出显著的抵抗力。麦芽糊精是d-葡萄糖的聚合物，主要通过α-1,4糖苷键连接，支点处通过少量α-1,6糖苷键连接，该多糖具有较高的比表面积和多孔结构。此外，麦芽糊精在体外对多形核白细胞具有趋化作用，显示出促进伤口愈合的巨大潜力。聚乙烯醇是一种可生物降解、无毒、生物相容和廉价的亲水性高分子聚合物，具有良好的物理性能，如良好的透明度、低界面张力和高膨胀率。但是，麦芽糊精在水中的具有高溶解度，这种多糖不能单独形成水凝胶，这限制了其单独作为伤口敷料的可能。聚乙烯醇在制备过程中，大多数会加入引发剂、交联剂、稳定剂以及未反应的单体等，如果渗入生物组织，它们可能会毒害宿主细胞，会限制水凝胶在伤口敷料中的应用。然而现有的聚乙烯醇在制备过程中，大多数会加入引发剂、交联剂、稳定剂以及未反应的单体等，如果渗入生物组织，它们可能会毒害宿主细胞，会限制水凝胶在伤口敷料中的应用。

4、因此，开发一种制作方法简单、无毒、低成本的多功能敷料，使其具有较好的贴合、自愈合、抗菌性能，并且可以有效调节伤口微环境中的生物活性防止细菌感染，成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述现有的技术问题，本发明的首要目的在于一种自愈性水凝胶敷料，所述水凝胶敷料不含有有毒的化学交联剂、引发剂等组分，具有良好的生物相容性；此外，所述自愈性水凝胶敷料呈现多孔的三维网络结构，吸水性好，具有优异的自愈合性能、良好的抗菌性能和创面修复能力。

2、本发明的第二个目的在于提供上述自愈性水凝胶敷料的制备方法。

3、本发明的第三个目的在于提供上述自愈性水凝胶敷料在创面修复中的应用。

4、为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

5、一种自愈性水凝胶敷料，所述自愈性水凝胶敷料由聚乙烯醇、麦芽糊精、尿囊素和丙三醇通过冻融循环方法制备获得；所述聚乙烯醇的质量百分比浓度为6～15％，所述麦芽糊精与聚乙烯醇的质量比为(0.5～2)：1；尿囊素、丙三醇和热水的质量比为1～3：1～2：1～2。

6、本发明提供了一种自愈性水凝胶敷料，主要包括聚乙烯醇、麦芽糊精和尿囊素，发明人通过试验发现，当聚乙烯醇的质量百分比浓度在上述范围时，能够制备获得力学性能较好的自愈性水凝胶敷料，而当采用低于此浓度聚乙烯醇难以成型形成水凝胶。此外，发明人进一步发现，在本发明的水凝胶敷料体系中，麦芽糊精作为柔性链，聚乙烯醇作为刚性链，当麦芽糊精与聚乙烯醇的质量比过低时，制备获得的水凝胶的拉伸、柔韧度会下降；当麦芽糊精与聚乙烯醇的质量比过高时，水凝胶成型困难。进一步地，发明人发现，麦芽糊精具有冻融循环稳定性，采用冻融循环方法，可以增强功能物质的稳定性，可促进成纤维细胞增殖，此外，对水凝胶敷料的基质结构和治疗化合物损害也较小。发明人通过上述工艺控制，成功制备了一种具有自愈性水凝胶敷料，其呈现多孔的三维网络结构，吸水性好，具有优异的自愈合性能、良好抗菌性能和创面修复能力。

7、优选地，所述聚乙烯醇的质量百分比浓度为10～15％。

8、优选地，所述聚乙烯醇的粘度为20～30mpa.s，所述聚乙烯醇的醇解度为98～99mol％。

9、优选地，所述麦芽糊精的de值为15～20。

10、优选地，所述麦芽糊精的质量百分比浓度为5～15％。

11、优选地，所述尿囊素与聚乙烯醇的质量比为(0.1～25)：1。

12、进一步地，本发明还请求保护一种自愈性水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：

13、s1.将麦芽糊精水溶液和聚乙烯醇水溶液混合，搅拌，得到混合溶液a；

14、s2.将尿囊素、丙三醇和热水混合，加入到混合溶液a中搅拌，消泡处理后进行冻融循环，制备获得所述自愈性水凝胶敷料。

15、优选地，所述步骤s1和所述步骤s2中，搅拌时的温度为85～95℃。

16、优选地，所述步骤s1中，麦芽糊精水溶液和聚乙烯醇水溶液的搅拌时间为1～3h。

17、优选地，所述麦芽糊精水溶液的制备方法为：麦芽糊精和超纯水混合，于室温下搅拌5～20min，使其完全溶解，即得麦芽糊精水溶液。

18、优选地，所述聚乙烯醇水溶液的制备方法为：聚乙烯醇和超纯水混合，搅拌1～3h，使其完全溶解，随后静置室温后，超声进行脱泡处理，即得聚乙烯醇溶液。

19、优选地，为了更好地得到尿囊素、丙三醇和热水的混合溶液，可以先将丙三醇和热水混合，随后再与尿囊素混合。

20、优选地，所述步骤s2中，采用超声进行消泡处理，所述消泡处理的时间为5～30min。

21、更具体地，所述冻融循环处理为：将步骤s2消泡处理后的溶液冷冻，解冻，进行多次冷冻-解冻循环。

22、优选地，所述冻融循环中，冷冻温度为-20～-80℃，冷冻时间为16～20h。

23、优选地，所述冻融循环中，在室温下进行解冻，解冻时间为4～8h。

24、优选地，所述冻融循环中，冷冻-解冻循环次数为3～5次。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、(1)本发明提供了一种模拟细胞外基质的自愈性水凝胶敷料，以尿囊素作为抗菌消炎的功能成分，并配伍具有促成纤维细胞增殖作用的麦芽糊精，该敷料具有多孔的三维网络结构，吸水性好，可吸收渗出液，可提供一个湿润的微环境，降低创面温度，减轻疼痛，并且可防止微生物在创面定植；此外，所述水凝胶敷料还具有良好的自愈合性能和抗菌的作用，对切割伤口具有很好的治疗及修复效果，适用于皮肤创面愈合。

27、(2)本发明采用冻融循环技术制备水凝胶敷料，其方法简单，且对基质结构和治疗化合物损害较小，能够有效地解决化学交联法复杂和采用交联剂等添加剂具有潜在毒性的问题。