一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，具有良好的柔韧性、弹性和粘合性，防止创面细菌感染；在使用时，能向外界环境缓慢释放姜黄素，起到长效消炎杀菌的作用；同时能够直接透过敷料随时观察创面变化情况，通过颜色变化及时监控到创面是否发生感染；是一种兼具抗菌性和pH值响应性的新型智能水凝胶创面敷料。本发明专利技术通过加入特定量的聚丙二醇作为姜黄素的载体，采用水包油乳液模板法直接制备得到稳定负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，制备方法简单，原料来源广泛、价格便宜，成本可控，可应用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料及其制备方法和应用
本专利技术涉及水凝胶
，具体涉及一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料及其制备方法和应用。
技术介绍
皮肤是身体最大的器官，也是人体和外部环境之间最重要的屏障，任何形式的损伤都会导致体内平衡的失调，如果修复速度缓慢、缺乏充足水分、电解质紊乱和感染可能会导致伤口愈合时间延长，严重残疾，甚至死亡。故需要适当的伤口敷料来保护皮肤伤口防止进一步受损，并加速愈合和控制释放药物。水凝胶敷料是一种良好的新型创伤敷料，具有良好的吸水性，能够保持创面的湿润环境,同时还有很好的的保湿透气性和生物相容性，在抗菌敷料领域具有广阔的应用前景。目前国内新型抗菌水凝胶敷料主要有：一是自身具有抗菌性的壳聚糖及衍生物水凝胶，但是单纯利用壳聚糖制备的水凝胶会存在机械强度不足等问题，需通过互穿等方式与其他聚合物形成水凝胶增强其力学强度和交联度，而且当感染严重时，壳聚糖等自身抗菌水凝胶的抑菌作用存在很大的局限性，必须负载抗菌剂增强其抗菌效果；二是负载抗菌剂水凝胶，纳米银具有良好的抗菌性、耐热性、分散性良好及抗药性小等优异性能，为常用的负载抗菌剂，但是这类金属抗菌剂存在一定的细胞毒性，其应用具有一定的安全隐患。聚丙烯酰胺水凝胶有良好的组织相容性和生物学上的惰性，早已在生物医用领域得到应用，有望用于制备创面敷料。中国专利申请CN109513039A公开了一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料，将抗菌成分咪唑溴盐、丙烯酰胺与引发剂均匀分散到含羟基亲水性聚合物单体溶液中形成载体体系，再经过加热及反复的冷冻-解冻过程，使咪唑溴盐通过化学键与基体大分子紧密结合。中国专利申请CN109550073A和CN109481727A公开了将氯氧化铋或二硫化钨分散于海藻酸钠溶液中，再将其与丙烯酰胺、交联剂、引发剂混合成胶，制得抗菌水凝胶敷料，其需在特定的光照条件下才具有抗菌效果。上述专利公开选用有机合成药物或无机金属化合物作为抗菌剂，虽抗菌效果好，但具有一定的安全隐患；而且为使水凝胶有良好的负载性能、力学性能等，需选用多种材料结合形成一个复合水凝胶载体，制备成本高、过程复杂。为实现一种绿色、安全的抗菌型水凝胶敷料，一些天然抗菌剂是很好的选择。姜黄素是从姜科、天南星科中的一些植物的根茎中提取的一种天然的疏水多酚化合物。由于姜黄素分子两端具有两个羟基，在碱性条件下发生电子云偏离的共轭效应，所以当PH>7.0时，姜黄素会由黄色变成玫瑰红色，现代化学利用此性能将其作为酸碱指示剂。研究表明，姜黄素是一种安全性很高的天然药物（对人畜几乎无毒），有很好的生物活性，具有创伤修复、抗菌性、抗氧化性、消炎等作用。但是由于姜黄素分子量大、难溶于水，稳定性差，生物利用率低等特性，使其在创面敷料上的应用具有较大的困难。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于，提供一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，能够稳定负载姜黄素，在使用时又可以长效缓释姜黄素，起到长效消炎杀菌的作用，防止创面细菌感染；同时能够直接通过颜色变化及时监控到创面是否发生感染。本专利技术的另一目的在于，提供上述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的制备方法，方法简单，成本可控。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，按重量份计，包括以下组分：丙烯酰胺100份；聚丙二醇10份~80份；交联剂0.02份~1份；氧化还原引发剂0.1份~1份；姜黄素0.2份~1份；水220~290份；其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.05份~0.70份，还原剂0.05份~0.30份。优选的，所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，按重量份计，包括以下组分：丙烯酰胺100份；聚丙二醇20份~60份；交联剂0.03份~0.5份；氧化还原引发剂0.25份~0.7份；姜黄素0.30份~0.75份；水250~270份；其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.15份~0.45份，还原剂0.10份~0.25份。加入特定量的聚丙二醇，能够在聚丙烯酰胺水凝胶中形成大量的微米级球形孔洞。所述聚丙二醇的数均分子量为200~2000。使用一定分子量的聚丙二醇，形成的孔洞孔径分布于1μm~100μm，集中分布于50μm~80μm，有利于稳定负载分子尺度较大的天然药物姜黄素。所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料的孔隙率为20%~60%。所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的姜黄素的负载量为500μg/g~1000μg/g。所述的交联剂选自N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种。所述氧化剂选自过硫酸盐、氯酸盐或硝酸铈铵中的任意一种；具体的，所述过硫酸盐可以为过硫酸铵、过硫酸钾；所述氯酸盐可以为氯酸钠。所述还原剂选自N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、亚硫酸钠或硫脲中的任意一种；氧化还原引发剂由氧化剂和还原剂组合。优选的，所述的氧化还原引发剂选自过硫酸铵/N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、过硫酸钾/N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、过硫酸铵/亚硫酸钠、过硫酸钾/亚硫酸钠、氯酸钠/亚硫酸钠或硝酸铈铵/硫脲中的任意一种。所述的水选用去离子水。本专利技术还提供了上述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照配比，将丙烯酰胺和交联剂在0~5℃冰浴下通过搅拌溶于水中，得到均相水溶液；（2）按照配比，将姜黄素加入到聚丙二醇中，在20~30℃下超声分散至姜黄素充分溶解，超声频率为25~80KHz，得到姜黄素聚丙二醇溶液；（3）将步骤（2）的姜黄素聚丙二醇溶液加入到步骤（1）的均相水溶液中，在0~5℃冰浴下搅拌0.5~2h，形成均匀分散的乳液；向乳液通氮气流30~60s排除氧气后，加入氧化还原引发剂，在0~5℃冰浴下继续搅拌10~30min使混合均匀，然后在温度20~30℃下避光密封进行聚合反应4~24h，得到负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料。所述搅拌可采用磁力搅拌，所述磁力搅拌转速为500~1000转/分；在聚合反应前需先除去搅拌磁子。步骤（3）中的聚合反应在塑料模具中进行。可选用其他合适的模具作为聚合反应容器，直接得到所要求的特定尺寸和形状的水凝胶敷料。本专利技术先将姜黄素溶解于聚丙二醇中作为油相，将其加入到丙烯酰胺单体和交联剂混合的均相水溶液中，搅拌形成均匀分散的水包油乳液体系，再加入氧化还原引发剂进行聚合反应，形成水凝胶。通过形成水包油乳液体系的方式，使溶解有姜黄素的聚丙二醇均匀分散于水凝胶中形成大量的微米级球型孔洞，从而实现聚丙烯酰胺稳定负载姜黄素的目的。本专利技术的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，黄色透明，是一种兼具抗菌性和PH值响应性的新型智能水凝胶创面敷料，可应用于外伤、烧伤、烫伤、溃疡、褥疮等伤口。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术选用的聚丙二醇具有良好的生物相容性，姜黄素溶解在聚丙二醇中能够稳定存在，提高了姜黄素的稳定性，同时聚丙二醇能够在聚丙烯酰胺水凝胶形成大量的微米级球形孔洞，使姜黄素能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：/n丙烯酰胺 100份；/n聚丙二醇 10份~ 80份；/n交联剂 0.02份~1份；/n氧化还原引发剂 0.1份~ 1份；/n姜黄素 0.2份~ 1份；/n水 220 ~ 290份；/n其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.05份~0.70份，还原剂0.05份~0.30份。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
丙烯酰胺100份；
聚丙二醇10份~80份；
交联剂0.02份~1份；
氧化还原引发剂0.1份~1份；
姜黄素0.2份~1份；
水220~290份；
其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.05份~0.70份，还原剂0.05份~0.30份。


2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
丙烯酰胺100份；
聚丙二醇20份~60份；
交联剂0.03份~0.5份；
氧化还原引发剂0.25份~0.7份；
姜黄素0.30份~0.75份；
水250~270份；
其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.15份~0.45份，还原剂0.10份~0.25份。


3.根据权利要求1或2任一项所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有孔洞结构，孔径分布于1μm~10μm，孔隙率为20%~60%；所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的姜黄素的负载量为500μg/g~1000μg/g。


4.根据权利要求3所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有球形孔洞结构。


5.根据权利要求1或2任一项所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述聚丙二醇的数均分子量为200~4000；所述的交联剂选自N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种；所述氧化剂选自过硫酸盐、氯酸盐或硝酸铈铵中的任意一种；所述还原剂选自N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、亚硫酸钠或硫脲中...

【专利技术属性】
技术研发人员：董智贤，卢淑欣，陈雨歆，
申请(专利权)人：陈雨歆，
类型：发明
国别省市：广东;44