一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶、制备方法及其应用，通过可控静电力自组装合成了由两种颗粒组成的导电颗粒水凝胶，该颗粒水凝胶具有优越的注射性、抗菌性能、力学性能以及导电性能，能够有效地传递电刺激信号。该颗粒水凝胶能够充分适应不规则伤口，效果优于化学交联的高分子块状水凝胶；并具有良好的力学性能，能够在运动场景下充分停留在伤口表面，效果优于由银纳米颗粒组成的颗粒水凝胶。对大鼠不规则伤口具有良好的适应性，并且在电刺激的作用下，对大鼠感染型伤口的愈合过程有显著的促进作用，该水凝胶安全性高，制备便捷。制备便捷。制备便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及复合材料制备
，具体涉及一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]皮肤是人体最重要的器官之一，在保护内部器官免受外界损伤(如受伤和微生物感染)方面发挥着至关重要的作用。由于长期与复杂的外部环境直接接触，皮肤在日常生活中容易受到创伤，形成伤口。伤口持续感染会给患者带来持久的疼痛，甚至是永久性损伤。近年来，导电水凝胶已被证明是一种有效的伤口敷料，通过传递电刺激，促进伤口愈合。中国专利技术专利CN202110761262.X公开了一种可视化抗菌导电敷料的制备方法及应用，利用聚乙二醇和硼砂等原料开发出一种抗菌导电促伤口愈合的水凝胶敷料；中国专利技术专利CN202111032557.X公开了一种柔性导电促血管生成材料及其制备方法，以丙烯酰胺为主体通过化学交联剂和引发剂制备柔性导电促血管生成敷料。然而，当前电刺激水凝胶伤口敷料所申报的专利大多数是化学交联的整体聚合物水凝胶，虽然其机械强度高，但缺乏可注射性，并且化学交联剂和引发剂会带来难以忽略的毒性。
[0003]对于电刺激导电水凝胶敷料而言，想要达到预期的治疗效果，可注射性至关重要，原因如下：(1)对伤口充分适应，能成功地将电信号传递到特定的伤口部位；(2)无残留空间，使得细菌无处滋生。因此，亟需开发出一种可注射的能充分适应不规则伤口的导电水凝胶敷料。
[0004]颗粒凝胶通常是由颗粒状的微纳材料通过物理或非共价相互作用形成的，具有出色的生物相容性、可注射性和对不规则伤口的适应性。然而，物理交联颗粒凝胶本身力学性能较弱，限制其在日常生活中运动场景下的应用，难以长期封闭伤口。增强水凝胶力学性能常采用提高水凝胶交联度的方法，但该方法会使水凝胶失去注射性能。如何在不损伤水凝胶注射性的情况下，提升其力学性能是一个亟待解决的问题。一维无机纳米材料具有刚性的无机特性和稳定的网络结构，可以显著提高复合材料的力学性能。银纳米线更是以其优异的导电性和机械柔韧性成为可伸缩柔性电子器件的理想组装基元。与此同时，纳米银具有长效且广谱的抗菌性能。
[0005]鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有大多数导电水凝胶敷料无法充分适应不规则伤口而导致治疗效果欠佳以及物理交联的颗粒凝胶自身力学性能弱，无法承受外界载荷，难以长期封闭伤口的问题，提供了一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶、制备方法及其应用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶的
制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1，将明胶纳米颗粒和多巴胺银纳米线在碱性条件(pH≈12)下混合，此时两种颗粒均具有负电荷能够充分混合均匀；
[0009]S2，向步骤S1中得到的混合体系中加入酸化剂葡萄糖酸
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δ
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内酯粉末(GDL，酸化剂)调节体系pH值低于明胶等电点(pH≤6)此时明胶纳米颗粒由负电荷变为正电荷，多巴胺银纳米线仍保持负电荷，两种颗粒间产生静电作用，发生凝胶化后得到银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶。
[0010]所述步骤S1中的明胶纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0011]S111，将明胶加热溶解于去离子水中得到明胶溶液，再加入丙酮，室温下静置12h，移除上清液，将沉淀再次溶解于去离子水中并冷冻干燥得到冻干的高分子量明胶：
[0012]S112，利用去溶剂法制备明胶纳米颗粒。将步骤S111中得到的冻干明胶溶解于去离子水中，加入稀盐酸调节pH至2.5，搅拌逐滴加入丙酮，然后在室温下再向明胶分散体中加入戊二醛溶液，避光搅拌16h，再将甘氨酸水溶液加入至明胶分散体中，搅拌1h后，过滤离心洗涤，得到两性的明胶纳米颗粒。
[0013]所述步骤S1中的多巴胺银纳米线的制备方法包括以下步骤：
[0014]S121，将聚乙烯吡咯烷酮k30溶解在丙三醇中，再加入氯化钠水溶液搅拌均匀后得到混合溶液；
[0015]S122，在步骤S121得到的混合溶液中加入硝酸银，升温后反应，反应结束后加入去离子水静置一周后，去除上清液，沉淀离心洗涤后得到银纳米线；
[0016]S123，将银纳米线分散在pH＝8.5的Tris
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HCl缓冲液中，加入盐酸多巴胺后搅拌12h，在多巴胺的自聚作用下，银纳米线被多巴胺包覆。离心、洗涤后得到多巴胺银纳米线。
[0017]所述步骤S122中升温时反应温度从25℃升至210℃，升温时间为35min。
[0018]所述步骤S123中银纳米线和盐酸多巴胺的质量比为5:1。
[0019]所述步骤S1中明胶纳米颗粒和多巴胺银纳米线在pH≈12下涡旋混合。
[0020]所述步骤S1中明胶纳米颗粒和多巴胺银纳米线的质量比为1:1～4。
[0021]所述步骤S2中得到的银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶中固含量为15～37.5w/v％。
[0022]本专利技术还公开了采用上述制备方法制得的银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶以及这种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶在电刺激促进感染性伤口愈合中的应用。
[0023]与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：
[0024]1、本专利技术制备的可注射导电颗粒水凝胶是构建基元通过可控静电均匀混合后组装形成稳定的三维颗粒网络，不涉及复杂的化学交联，合成原料及交联方式都具有良好的生物相容性，有利于临床转化；
[0025]2、本专利技术制备的可注射导电颗粒水凝胶具有更加优异的力学性能和电学性能。颗粒凝胶通常自身力学性能弱，限制其在日常生活中运动场景下的应用，常见的提升水凝胶力学性能的方法是使用不可逆共价键来增加它们的交联度，但这通常使水凝胶不可注射，因此，本专利技术制备的可注射导电颗粒水凝胶在提升颗粒凝胶力学性能的同时，保持其优异的可注射性能；
[0026]3、本专利技术制备的可注射导电颗粒水凝胶具有良好的抗菌性和导电性，抗菌性能够有效地防止伤口感染，导电性能够在电刺激下促进伤口愈合，在抗菌性和导电性协同作用下，能够电刺激加速感染性伤口的愈合。
附图说明
[0027]图1为本专利技术银纳米线增强的导电可注射型颗粒水凝胶的制备原理示意图；
[0028]图2为冻干明胶纳米颗粒的扫描电镜照片；
[0029]图3为多巴胺银纳米线的扫描电镜照片；
[0030]图4为多巴胺和多巴胺银纳米线的傅里叶变换红外光谱图(a)和银纳米线和多巴胺银纳米线的X射线光电子能谱图(b)；
[0031]图5为明胶纳米颗粒和多巴胺银纳米在不同pH值下的电位柱状图；
[0032]图6为明胶纳米颗粒、多巴胺银纳米线以及两者在pH6～7的条件下粒径变化曲线；
[0033]图7为银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶内部结构扫描电镜照片；
[0034]图8为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将明胶纳米颗粒和多巴胺银纳米线在碱性条件下均匀混合；S2，向步骤S1中得到的混合体系中加入酸化剂葡萄糖酸
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内酯粉末，调节体系pH≤6，凝胶化后得到银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶。2.如权利要求1所述的一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的明胶纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：S111，将明胶加热溶解于去离子水中得到明胶溶液，再加入丙酮，室温下静置12h，移除上清液，将沉淀再次溶解于去离子水中并冷冻干燥得到冻干的高分子量明胶：S112，将步骤S111中得到的冻干明胶溶解于去离子水中，加入稀盐酸调节pH至2.5，搅拌逐滴加入丙酮，然后在室温下再向明胶分散体中加入戊二醛溶液，避光搅拌16h，再将甘氨酸水溶液加入至明胶分散体中，搅拌1h后，过滤离心洗涤，得到两性的明胶纳米颗粒。3.如权利要求1所述的一种银纳米线增强的可注射导电颗粒水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的多巴胺银纳米线的制备方法包括以下步骤：S121，将聚乙烯吡咯烷酮k30溶解在丙三醇中，再加入氯化钠水溶液搅拌均匀后得到混合溶液；S122，在步骤S121得到的混合溶液中加入硝酸银，升温后反应，反应结束后加入去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆杨，杜亚鑫，闫旭，陈胜，查正宝，薛敬哲，吴文舒，宋永红，吴亚东，李康康，刘星宇，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：