一种可长期储存的水凝胶、制备方法及应用

1.本发明涉及医用敷料技术领域，更具体地，涉及一种可长期储存的水凝胶、制备方法及应用。


背景技术：

2.皮肤是身体最大的器官，也是人体的第一道屏障。由于直接和外界接触，皮肤也成为最易受伤的组织。一旦没有了皮肤这层屏障，人体就容易受细菌侵入进而引起伤口感染等一系列问题。为了保障伤口愈合阶段不被病菌感染，伤口敷料应运而生。
3.传统的伤口敷料包括纱布、创可贴、棉绒布等。这类敷料多为干敷料，不能快速吸收伤口渗出液，并且发生伤口粘连问题，在后期更换时容易撕扯伤口，造成二次机械损伤和疼痛。对于伤口敷料来讲，它不仅需要覆盖伤口，还要促进伤口愈合，创造利于愈合的伤口环境。湿润的敷料有利于保持伤口温度和湿度恒定，溶解坏死组织及纤维蛋白，而且还可避免因二次更换损伤新生组织。水凝胶具备高含水量，机械模量与生物组织匹配并且生物相容性良好，还可以作为外用药物的载体，配合抑菌、抗炎等辅助治疗，因此被广泛应用在伤口敷料领域中。由于是高含水量的固体，因此存在储存条件苛刻、功效成分不稳定，容易失活等问题。
4.中国专利文献上公开了“一种海藻酸钠水凝胶敷料的制备方法”，申请公布号为cn115068671a。该发明海藻酸钠水凝胶敷料是以海藻酸钠、自制的改性海藻酸钠、自制的交联剂作为原料，通过“巯基-烯”化学反应，经过反复冻融循环得到的海藻酸钠水凝胶。该敷料虽然有效解决了传统海藻酸钠机械性能差的问题，虽没有特殊的功效成分，但是作为水凝胶这类高含水量固体材料无法实现长期储存。


技术实现要素：

5.本发明为了克服现有水凝胶敷料储存条件苛刻、功效成分不稳定的困难，提供了一种可长期储存的水凝胶敷料制备工艺。将水凝胶前驱体进行聚合或者交联得到块状水凝胶；然后将所述块状水凝胶用液氮预冷冻，再进行冷冻干燥，得到干凝胶海绵，即为所述可长期储存的水凝胶。
6.根据本发明第一方面，提供了一种可长期储存的水凝胶的制备方法，将水凝胶前驱体进行聚合或者交联得到块状水凝胶；然后将所述块状水凝胶进行冷冻干燥，得到干凝胶海绵，即为所述可长期储存的水凝胶。
7.优选地，所述水凝胶前驱体为丙烯酸、丙烯酰胺、聚乙烯醇和多糖中的至少一种。
8.优选地，所述多糖为海藻酸盐、壳聚糖、透明质酸或纤维素。
9.优选地，所述块状水凝胶成型之前，还包括向水凝胶前驱体中加入产氧剂、抗菌剂、和酶中的至少一种；
10.或者所述预冷冻之前，还包括将所述块状水凝胶在含有产氧剂、抗菌剂和酶中的至少一种的溶液中浸泡。
11.优选地，所述产氧剂为过氧化钙、过碳酸钠或过氧化镁；所述抗菌剂为银离子或锌离子；所述酶为过氧化氢酶。
12.优选地，所述冷冻干燥之前，还包括将所述块状水凝胶用液氮预冷冻3-10min。
13.根据本发明另一方面，提供了任一项所述方法制备得到的可长期储存的水凝胶。
14.根据本发明另一方面，提供了所述的可长期储存的水凝胶用于制备伤口敷料的应用。
15.根据本发明另一方面，提供了一种伤口敷料，包括所述的可长期储存的水凝胶，还包括独立的浸泡液；所述浸泡液用于使所述干凝胶海绵溶胀。
16.优选地，所述浸泡液为水或者水溶液，所述水溶液中含有产氧剂、抗菌剂和酶中的至少一种。
17.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
18.(1)本发明提供的可长期储存的水凝胶敷料，由干凝胶海绵和浸泡液独立保存组成，使用操作简便。其中凝胶以干燥的固态形式保存，物化性质稳定，可实现长期储存。
19.(2)本发明可长期储存的水凝胶敷料，无论是干凝胶海绵还是浸泡液，都可添加功效成分实现水凝胶敷料多功能化，并且无需添加任何防腐剂即可保持功效成分稳定。
20.(3)本发明可长期储存的水凝胶敷料生物相容性好，湿润柔软，有利于伤口愈合。
附图说明
21.图1是可长期储存的水凝胶敷料的制备工艺流程图。
22.图2是可长期储存的水凝胶敷料的使用步骤示意图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
24.本发明一种可长期储存的水凝胶敷料，所述可长期储存的水凝胶敷料由干凝胶海绵和浸泡液两部分组成，所述干凝胶海绵是由丙烯酸类、丙烯酰胺类、聚乙烯醇类和多糖一种或多种材料交联得到水凝胶，然后对其进行冷冻干燥得到。所述浸泡液主要组成部分为水。必要时根据具体情况在干凝胶海绵或者浸泡液中的一个或两个添加功效成分。
25.作为优选，干凝胶海绵按照以下方法制得：将水凝胶前驱体溶液聚合或者交联得到块状水凝胶。接着将其用液氮预冷冻，然后放于真空冷冻干燥机冷冻干燥3天，得到干凝胶海绵。必要时可在预冷冻之前在水或者含有产氧剂、抗菌剂、酶等功效成分的溶液中浸泡2-3天预溶胀，以调控干凝胶海绵的孔径大小。
26.作为优选，浸泡液按照以下方法制得：取一定体积的水进行高温灭菌，必要时可向其添加一定比例的产氧剂、抗菌剂、酶等功效成分。
27.具体地，聚丙烯酸类为聚丙烯酸及其衍生物中的一种。
28.具体地，聚丙烯酰胺类为聚丙烯酰胺及其衍生物中的一种。
29.具体地，聚乙烯醇类为聚乙烯醇及其衍生物中的一种。
30.具体地，多糖为海藻酸盐、壳聚糖、透明质酸、纤维素中的一种。
31.具体地，功效成分为产氧剂、抗菌剂、酶中的一种。
32.具体地，干凝胶海绵的组分由70-80％的聚乙烯醇，13-15％的海藻酸钠，13-15％的氯化钙组成。浸泡液由无菌水组成。必要时可向干凝胶海绵、浸泡液中的一个或两个添加产氧剂、酶、抗菌剂。
33.实施例1
34.作为一种优选的实施例，以含有产氧功能的水凝胶敷料为例，干凝胶海绵为含过氧化钙产氧微球的聚乙烯醇/海藻酸钠双网络水凝胶组成，浸泡液为含过氧化氢酶的水溶液组成。
35.(1)过氧化钙产氧微球的合成方法包括：
36.常温下，将1g过氧化钙溶于15ml的聚乙二醇400中，加入10ml去离子水，15ml 0.5m的盐酸，搅拌24小时，离心之后用乙醇过滤三次，常温干燥。
37.(2)含过氧化钙产氧微球的聚乙烯醇/海藻酸钠双网络干凝胶海绵的合成方法包括：
38.常温下，将0.2g海藻酸钠溶解于9.8g去离子水中。90℃下将1g聚乙烯醇124溶解于9g去离子水中，再向其加入0.2g氯化钙溶解于上述溶液中，离心脱泡后，进而向其加入0.12g过氧化钙微球。将以上溶液以1:1的体积比混合，氯化钙使海藻酸钠发生交联，然后将混合液注入到模具中，放于-20℃冰箱冷冻解冻两个循环使聚乙烯醇交联，得到水凝胶。接着将其用液氮预冷冻10min，然后放于真空冷冻干燥机冷冻干燥三天得到干凝胶。
39.(3)浸泡液的合成方法包括：
40.常温下，将40μl液态过氧化氢酶溶解于10ml的无菌水中，混合均匀。
41.(4)使用方法包括：
42.干凝胶海绵和浸泡液通过中间间断的包装袋独立储存，左边为干凝胶海绵，右边为浸泡液。通过分离正反面粘结处，可完成干凝胶海绵和浸泡液的混合，浸泡60分钟即可使用。
43.实施例2
44.作为一种优选的实施例，以含有抗菌功能的水凝胶敷料为例，干凝胶海绵为含ag
+
的聚乙烯醇/海藻酸钠双网络水凝胶组成，浸泡液为水。
45.(1)含ag
+
的聚乙烯醇/海藻酸钠双网络干凝胶的合成方法包括：
46.常温下，将0.2g海藻酸钠溶解于9.8g去离子水中。90℃下将1g聚乙烯醇124溶解于9g去离子水中，再向其加入0.2g氯化钙溶解于上述溶液中，离心脱泡。向10ml质量分数为2％海藻酸钠溶液中加入80-350μl硝酸银溶液，并搅拌均匀。将以上溶液以1:1的体积比混合，氯化钙使海藻酸钠发生交联；然后将混合液注入到模具中，放于-20℃冰箱冷冻解冻两个循环使聚乙烯醇发生交联，得到水凝胶。接着将其用液氮预冷冻10min，然后放于真空冷冻干燥机冷冻干燥三天得到干凝胶。
47.(2)浸泡液的合成方法包括：
48.常温下准备10ml的无菌水。
49.(3)使用方法包括：
50.干凝胶海绵和浸泡液通过中间间断的包装袋独立储存，左边为干凝胶海绵，右边为浸泡液。通过分离正反面粘结处，可完成干凝胶海绵和浸泡液的混合，浸泡60分钟即可使用。
51.实施例3
52.作为一种优选的实施例，以含有抗菌功能的水凝胶敷料为例，干凝胶海绵为聚乙烯醇/海藻酸钠双网络水凝胶组成，浸泡液为含ag
+
的水。
53.(1)含ag
+
的聚乙烯醇/海藻酸钠双网络干凝胶的合成方法包括：
54.常温下，将0.2g海藻酸钠溶解于9.8g去离子水中。90℃下将1g聚乙烯醇124溶解于9g去离子水中，再向其加入0.2g氯化钙溶解于上述溶液中，离心脱泡。将以上溶液以1:1的体积比混合，氯化钙使海藻酸钠发生交联；然后将混合液注入到模具中，放于-20℃冰箱冷冻解冻两个循环使聚乙烯醇发生交联，得到水凝胶。接着将其用液氮预冷冻10min，然后放于真空冷冻干燥机冷冻干燥三天得到干凝胶。
55.(2)浸泡液的合成方法包括：
56.常温下，将80-350μl硝酸银溶液与10ml的无菌水混合均匀。
57.(3)使用方法包括：
58.干凝胶海绵和浸泡液通过中间间断的包装袋独立储存，左边为干凝胶海绵，右边为浸泡液。通过分离正反面粘结处，可完成干凝胶海绵和浸泡液的混合，浸泡60分钟即可使用。
59.实施例4
60.作为一种优选的实施例，以含有抗菌功能的水凝胶敷料为例，干凝胶海绵为聚丙烯酰胺组成，浸泡液为含ag
+
的水。
61.(1)含ag
+
的聚丙烯酰胺干凝胶的合成方法包括：
62.常温下，将0.2g丙烯酰胺溶解于9.8g去离子水中。再向其依次加入0.01gn,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂和0.01g过硫酸铵引发剂溶解于上述溶液中，混合均匀后倒入模具，放于365nm紫外箱照射60min，得到水凝胶。接着将其用液氮预冷冻10min，然后放于真空冷冻干燥机冷冻干燥三天得到干凝胶。
63.(2)浸泡液的合成方法包括：
64.常温下，将80-350μl硝酸银溶液与10ml的无菌水混合均匀。
65.(3)使用方法包括：
66.干凝胶海绵和浸泡液通过中间间断的包装袋独立储存，左边为干凝胶海绵，右边为浸泡液。通过分离正反面粘结处，可完成干凝胶海绵和浸泡液的混合，浸泡60分钟即可使用。
67.实施例5
68.作为一种优选的实施例，以含有抗菌功能的水凝胶敷料为例，干凝胶海绵为聚丙烯酸组成，浸泡液为含ag
+
的水。
69.(1)含ag
+
的聚丙烯酸干凝胶的合成方法包括：
70.常温下，将0.2g丙烯酸溶解于9.8g去离子水中。再向其依次加入0.001gn,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺交联剂和0.01g过硫酸铵引发剂溶解于上述溶液中，混合均匀后倒入模具，放于温度为50℃的烘箱反应5h后得到水凝胶。接着将其用液氮预冷冻10min，然后放于真空冷
冻干燥机冷冻干燥三天得到干凝胶。
71.(2)浸泡液的合成方法包括：
72.常温下，将80-350μl硝酸银溶液与10ml的无菌水混合均匀。
73.(3)使用方法包括：
74.干凝胶海绵和浸泡液通过中间间断的包装袋独立储存，左边为干凝胶海绵，右边为浸泡液。通过分离正反面粘结处，可完成干凝胶海绵和浸泡液的混合，浸泡60分钟即可使用。
75.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。