CN109513039A - 一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用。本发明将抗菌成分和丙烯酰胺与引发剂复合形成线型聚合物，然后将其均匀分散到生物相容性较好的凝胶载体体系中，并通过适当的温度加热以及反复的冷冻‑解冻过程制备得到含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料，具有独特的含水量大的三维网状结构，可以使抗菌有效成分通过化学键与基体大分子紧密结合到一起，不会因为成分流失对周围环境造成污染或者对身体健康产生危害。该水凝胶敷料具有良好的生物相容性、抗菌性能、力学性能以及环境友好性，在生物敷料以及医用敷料领域将有很广泛的应用前景。

Description

一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于生物材料、高分子材料等领域，涉及一种应用于促进伤口愈合，防止伤口感染的抗菌水凝胶敷料及其制备方法和应用。
背景技术
随着生物医学及材料技术的发展，对医用敷料提出了更高的要求。高保湿性和抗菌性的功能医用敷料作为一种临时皮肤替代物在治疗过程中发挥着重要作用。当皮肤组织受到创伤时，如烧伤、擦伤、溃烂等，表层细胞抵抗能力下降，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等革兰氏菌容易在伤口上繁殖，引起创伤范围的进一步扩大。伤口一旦被细菌感染，就不容易愈合。目前使用的敷料以纱布为主，吸水或伤口渗出液能力较差，不得不频繁清理，清理过程中可能引起感染，造成二次损伤，令病人感到不适。
与传统的纺织医用敷料相比，生物敷料由于具有较好的可降解性、生物相容性和毒副作用小等特点，在临床大面积创伤治疗中发挥出独特的功效，成为生物医学材料研究的热点。理想的敷料应能创造理想的促进伤口愈合的湿润环境，能够吸收多余的渗出液，允许气体交换，并易于除去而不损伤伤口。它也应该具有抗菌功能，且对人体安全无毒，具有良好的生物相容性。
水凝胶是一种含有大量水分的三维网状结构高分子溶胀体，由亲水性的高分子化合物通过物理或化学的方式交联而成，具有良好的吸水性、成膜性、组织相容性等特点，在生物医学工程领域得到了广泛的研究和应用。水凝胶含水量高，可保持伤口的湿润环境，溶胀性能好，当伤口体液渗出时，能吸收渗出液，给伤口一个清洁干净的环境。但传统的水凝胶性能比较单一，一般不具有抗菌功能和其他促进组织生长的功能，故需要将水凝胶功能化，赋予其更多有利于创面愈合的功能。
发明内容
本发明提供了一种抗菌水凝胶敷料及其制备方法，其目的在于通过采用原位复合法，将咪唑溴盐和与水凝胶单体化合物进行复合，形成含有大量水分的三维交联网状水凝胶，制备得到具有抗菌效果的水凝胶敷料，用在这种方法制备水凝胶属于物理交联法。
本发明的技术方案如下：
一种医用抗菌水凝胶敷料，抗菌成分通过氢键与水凝胶的基体大分子结合，所述水凝胶由含羟基亲水性聚合物单体在丙烯酰胺和引发剂的存在下共混制得，所述抗菌成分为咪唑溴盐。
在上述技术方案中，所述咪唑溴盐为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-己基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐中的一种。
在上述技术方案中，含羟基亲水性聚合物为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠，所述聚乙烯醇的聚合度为1750±50。
在上述技术方案中，所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈中的一种。
在上述技术方案中，所述的抗菌水凝胶敷料为多孔结构，所述多孔结构的孔径大小为2.5μm～10μm。
在上述技术方案中，所述的抗菌水凝胶敷料的含水量为70％～90％。
本发明还提供上述的医用抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将亲水性聚合物溶于水性溶液，得凝胶单体溶液；
(2)将抗菌成分，丙烯酰胺和引发剂加入到水性溶液中，通入氮气5～30min除溶液中氧气，防止反应液中化学物质与氧气发生反应，得混合溶液；
(3)将步骤(1)的凝胶单体溶液和步骤(2)混合溶液按照质量比0.5～6:1搅拌混合，超声处理20～60min，得凝胶载体体系；
(4)步骤(3)的凝胶载体体系，在70～80℃下加热30～60min后，再经循环冷冻和解冻的过程，得抗菌水凝胶敷料。
在上述技术方案中，在步骤(1)中所述的凝胶单体溶液中含羟基亲水性聚合物的浓度为5～25％，在步骤(3)中所述的凝胶载体体系中，所述的抗菌成分的浓度为0.5～10％，所述丙烯酰胺的浓度为0.5～15％，所述引发剂的浓度为0.05～0.5％。咪唑溴盐在凝胶载体体系中的质量百分含量影响凝胶的抗菌度，咪唑溴盐在所述的凝胶载体体系中的质量百分含量为6％时，抗菌性能基本已经达到饱和。
在上述技术方案中，在步骤(4)中，所述冷冻的条件为在-20～-30℃下冷冻6～24h，所述解冻的条件为在4～25℃下解冻1～6h，所述循环冷冻和解冻的过程为2～6次。
在上述技术方案中，所述的水性溶液为磷酸盐缓冲液(PBS)、水、或含有酸性物质或碱性物质的水性溶液，所述酸性物质为醋酸、盐酸等，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾等。
本发明的抗菌水凝胶敷料具有良好的抗菌作用，可作为伤口愈合用医用辅料来应用。
本发明中，抗菌成分(如1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐)和丙烯酰胺以及引发剂过硫酸铵与含有羟基的亲水性聚合物(如聚乙烯醇)搅拌混合均匀后，在适当的温度(如70-80℃)下加热(上述步骤(4))时，1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐和丙烯酰胺中的碳碳双键(-C＝C)均断裂通过自由基聚合共价连接到过硫酸铵上形成线型聚合物。在之后的循环冷冻和解冻的过程中，聚乙烯醇通过物理交联形成结晶点，同时线型聚合物上的羰基(-C＝O)和氨基(-NH)与聚乙烯醇上的羟基(-OH)之间形成高密度氢键，使咪唑溴盐成功分散到具有较高强度的水凝胶中，从而保持持续的、长时间的抗菌性能，同时使得抗菌成分不会从水凝胶中脱落，抗菌成分不会释放到伤口周围组织，可有效减少抗菌成分对组织的二次损伤，如金属离子毒性和过敏反应。本发明的方法制备得到的抗菌水凝胶敷料，不释放抗菌成分，咪唑溴盐所带的正电荷可以与细菌的负电荷产生静电相互作用，有效地破坏细菌的细胞膜，从而杀死它们。
通过本发明的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)采用原位复合法，将咪唑溴盐和丙烯酰胺与凝胶单体的聚合物复合，在引发剂过硫酸铵的作用下，制备出复合的抗菌凝胶材料，将其作为医用敷料，含水量高。
(2)本发明制备得到的水凝胶敷料具有较好的力学强度和柔韧性，其拉伸强度可以达到3～6Mpa。
(3)本发明的水凝胶敷料为多孔网状结构，可以为细胞在材料表面生长提供足够的空间，有利于细胞的粘附。同时，多孔的三维网状结构，提供良好的杀菌活性，高机械强度和大的拉伸变形强度。
(4)本发明制备得到的水凝胶敷料具有良好的生物相容性和抗菌性能，抗菌有效成分通过氢键与基体大分子紧密结合到一起，不会因为成分流失对环境造成污染或者对身体健康产生危害。
(5)本发明耗时短，试验操作简单，且本发明的水凝胶可根据需要加工成多种不同形状的创伤敷料。
附图说明
图1为不含咪唑溴盐的水凝胶和含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的红外吸收光谱图。
图2为不含咪唑溴盐的水凝胶和含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的X-射线衍射图。
图3为含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的力学性能曲线图。
图4为不含咪唑溴盐的水凝胶和含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的扫描电镜图。
图5为含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的抗菌效果图。
图6为含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的抗金黄色葡萄球菌抗菌效果图。
图7表示含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶对小鼠伤口愈合的影响。
具体实施方式
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。下述实施例中，如无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所用的试剂等均可从化学或生物试剂公司购买。
实施例1
(1)称取10g聚乙烯醇(PVA)，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺加入15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，除溶液中氧气，防止反应液中化学物质与氧气发生反应，得到混合溶液；
(3)取25g的10％PVA溶液，加入20g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀，然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，具体为：在-20℃下冷冻12h，在20℃下解冻3h，该冷冻-解冻过程重复6次，得到水凝胶敷料。在冷冻解冻过程中由于聚合物的氢键作用形成紧密的三维交联网络，得到含水量大的较高强度的水凝胶。
实施例2
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，除溶液中氧气，防止反应液中化学物质与氧气发生反应，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入12.3g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀，然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻12h，在20℃下解冻3h，该冷冻-解冻过程重复6次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐和丙烯酰胺以及过硫酸铵与PVA溶液搅拌混合均匀后，在70℃下加热(上述步骤(4))时，1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐和丙烯酰胺中的碳碳双键(-C＝C)均断裂通过自由基聚合共价连接到过硫酸铵上形成线型聚合物。在之后的循环冷冻和解冻的过程中，聚乙烯醇通过物理交联形成结晶点，同时线型聚合物上的羰基(-C＝O)和氨基(-NH)与聚乙烯醇上的羟基(-OH)之间形成高密度氢键，使咪唑溴盐成功分散到具有较高强度的水凝胶中，从而保持持续的、长时间的抗菌性能。
实施例3
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入6.5g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min。
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻12h，在20℃下解冻3h，该冷冻-解冻过程重复6次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例4
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入4.3g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻12h，在20℃下解冻3h，该冷冻-解冻过程重复6次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例5
(1)称取10g PVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取25g的10％PVA溶液，加入20g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻15h，在20℃下解冻4h，该冷冻-解冻过程重复5次，得到水凝胶敷料。
实施例6
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入6.5g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻15h，在20℃下解冻4h，该冷冻-解冻过程重复5次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例7
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入6.5g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻15h，在20℃下解冻4h，该冷冻-解冻过程重复5次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例8
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入4.3g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻15h，在20℃下解冻4h，该冷冻-解冻过程重复5次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例9
(1)称取10g PVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取25g的10％PVA溶液，加入20g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻20h，在20℃下解冻5h，该冷冻-解冻过程重复4次，得到水凝胶敷料。
实施例10
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入6.5g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻20h，在20℃下解冻5h，该冷冻-解冻过程重复4次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例11
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入6.5g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻20h，在20℃下解冻5h，该冷冻-解冻过程重复4次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例12
(1)称取10gPVA，倒入三口烧瓶中，加入90ml蒸馏水，100℃下恒温水浴3小时，高速搅拌使PVA溶解，得到10％PVA溶液；
(2)将5g丙烯酰胺和5g 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐加入到15mL去离子水中，然后加入0.2g引发剂过硫酸铵，通入氮气5min，得到混合溶液；
(3)取50g的10％PVA溶液，加入4.3g步骤(2)中的混合溶液，搅拌均匀。然后，用超声仪在45HZ条件下超声处理30min；
(4)步骤(3)的混合溶液，在70℃下加热30min；
(5)将(4)的溶液进行循环冷冻-解冻，在-20℃下冷冻20h，在20℃下解冻5h，该冷冻-解冻过程重复4次，得到含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料。
实施例13
对于上述实施例得到的不含或含有咪唑溴盐的水凝胶，进行性能表征，具体如下：
图1为咪唑溴盐，丙烯酰胺，线型聚合物，实施例1的不含咪唑溴盐的水凝胶和实施例2的含咪唑溴盐的抗菌水凝胶的红外吸收光谱图。图中3400-3430cm-1为-OH(羟基)的强的伸缩振动峰，2800-3000cm-1的峰为-CH2和-CH3的伸缩振动，1670cm-1为-CONH(酰胺键)的伸缩振动峰，850cm-1附近的峰附近的吸收峰是PVA骨架的特征吸收峰。1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐和丙烯酰胺的-C＝C吸收峰出现在约3030cm-1和3080cm-1处，其在线型聚合物中消失。在1540-1580cm-1处的特征峰归因于1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐中咪唑环的伸缩振动，其也存在于线型聚合物和实施例2的含咪唑溴盐的抗菌水凝胶中。而不含咪唑溴盐的水凝胶没有此吸收峰。这些结果表明，通过1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐和丙烯酰胺之间的自由基聚合形成稳定的线型聚合物，并且该线型聚合物也成功地结合到水凝胶中。红外结果显示，含咪唑溴盐抗菌膜材料被成功的制备出来。
图2为实施例1的不含咪唑溴盐的水凝胶与实施例2的含咪唑溴盐的抗菌水凝胶的X-射线衍射图。通过对比不含咪唑溴盐的水凝胶和含咪唑溴盐的抗菌水凝胶的X-射线衍射图，皆具有较好的结晶度，可以证明咪唑溴盐被成功地引入丙烯酰胺凝胶体系中。
图3为实施例2的含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的力学性能曲线图。通过对所制备的含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶进行拉伸以及压缩等力学性能的测试。具体方法为：制备的水凝胶的机械性能通过在室温下进行的拉伸和压缩测试来确定。将拉伸试验样品模塑成长方体形状(长度：70mm，宽度：15mm，厚度：10mm)，并且拉伸速率保持恒定将压缩试验样品模塑成圆柱形(厚度：10mm，直径：40mm)，压缩试验的压缩速度为2mm/min)，由图可知，含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶表现出较强的力学性能，拉伸应力为0.5MPa(图3A)，压缩应力达到2.8MPa(图3B)。
在下述实施例1～12制备得到的水凝胶的力学性能均良好，其拉伸应力约在0.4～0.6MPa范围内，其压缩应力约在2～5MPa范围内。
图4为实施例1的不含咪唑溴盐的水凝胶和实施例2的含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶的扫描电镜图。从图中可以看出所述水凝胶敷料为多孔结构，所述多孔结构的孔径大小为2.5～10μm。不含咪唑溴盐的水凝胶和含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶均具有明显的三维交联网络状结构。
将实施例1的不含咪唑溴盐的水凝胶和实施例2的含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶依次用乙醇和水清洗各2～3次，用于元素分析，结果如表1。从表1中可以看出不含咪唑溴盐的水凝胶Br元素的含量为0％，含有咪唑溴盐的抗菌水凝胶Br元素的含量为2.26％。结果表明，制备出的水凝胶经大量水洗和醇洗后，Br元素的含量接近于先前制备工作中的成分比例。说明抗菌成分经共价键和氢键作用，稳固的固定在水凝胶体系中不释放。
表1
实施例14
对实施例2得到的含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料进行抗菌效果检测，实验所用菌为大肠杆菌，实验方法如下：制备好浓度约为104cfu/ml的大肠杆菌悬浮液，取菌液30ml，称取10g水凝胶敷料浸泡在菌液中，用不含咪唑溴盐水凝胶的菌悬浮液作为对照。在37℃下培养24h后，测相应OD值，结果如图5A。取剩余菌液做适当稀释，做5个稀释度，取0.1ml稀释度菌液均匀涂布在固体琼脂平板上，置于37℃培养箱中培养，观察平板中菌落数，结果如图5B。
从图5A可以看出不含咪唑溴盐抗菌凝胶(对照组)的菌悬液OD值达到2.2725，而加了抗菌凝胶(实验组)的菌悬液OD值为0.1075。从图5B可以直观看出加了含咪唑溴盐的水凝胶时菌落数相对于对照组明显降低。以上可以说明含咪唑溴盐的水凝胶抗大肠杆菌效果显著。
实施例15
对实施例2得到的含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料通过圆盘法检测其抗菌效果，实验所用菌为金黄色葡萄球菌，实验方法如下：将100uL的108CFU/mL细菌悬浮液涂布在肉汤培养基(LB)平板的表面上，然后放置直径为0.5cm的无菌敷料(通过紫外线照射灭菌)到琼脂表面。在37℃温育24小时后，测量敷料周围细菌的生长，结果如图6。
在图6中，1为不含咪唑溴盐的水凝胶(对照组)，2为含有咪唑溴盐的抗菌凝胶，两者都没有明显的抑制圈。凝胶1周围长满了菌，凝胶2由于与菌直接接触导致周围没有菌生长。咪唑溴盐在水凝胶的结构中以共价连接存在。表明这些含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料不释放抗菌剂，因此不存在抑制区。
实施例16
对实施例2和实施例4中的含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料体内进行伤口愈合研究。实验方法如下：将体重约20克，8周龄的8只昆明雌性小鼠随机分成2组：a为实施例4制备的抗菌水凝胶敷料，为咪唑溴盐含量较少的抗菌水凝胶敷料，b为实施例2制备的抗菌水凝胶敷料，为咪唑溴盐含量较多的抗菌水凝胶敷料，每个样品重复4次。在手术前，所有的小鼠都用异氟醚麻醉，剃须和脱毛后，然后创建一个全厚度的伤口(长度和宽度为1.5厘米)，用无菌手术缝合无菌方形咪唑溴盐抗菌水凝胶敷料在伤口上。三天后取出抗菌水凝胶敷料a和b，小鼠继续正常喂养，并观察伤口愈合程度，结果如图7。
在图7中，与咪唑溴盐含量较少的抗菌水凝胶敷料a相比，用咪唑溴盐含量较多的抗菌水凝胶敷料b处理的伤口提供了湿润和整洁的伤口环境，表明b可以有效地吸收渗出物并保持伤口湿润。在第15天，b治疗的伤口几乎完全闭合，而a治疗组的伤口仍未完全愈合。结果表明，咪唑溴盐含量较多的抗菌水凝胶敷料能有效促进伤口愈合，有浓度依赖性特点。
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。

Claims (9)

1.一种医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，抗菌成分通过氢键与水凝胶的基体大分子结合，所述水凝胶由含羟基亲水性聚合物单体在丙烯酰胺和引发剂的存在下共混制得，所述抗菌成分为咪唑溴盐。
2.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述咪唑溴盐为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-己基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐中的一种。
3.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述含羟基亲水性聚合物为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠中的一种，所述聚乙烯醇的聚合度为1750±50。
4.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈中的一种。
5.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述的抗菌水凝胶敷料为多孔结构，所述多孔结构的孔径大小为2.5μm～10μm。
6.根据权利要求1所述的医用抗菌水凝胶敷料，其特征在于，所述的抗菌水凝胶敷料的含水量为70％～90％。
7.权利要求1～6的任一项所述的医用抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将含羟基亲水性聚合物溶于水性溶液，得凝胶单体溶液；
(2)将抗菌成分、丙烯酰胺和引发剂加入到水性溶液中，通入氮气5～30min除溶液中氧气，得混合溶液；
(3)将步骤(1)的凝胶单体溶液和步骤(2)混合溶液按照质量比0.5～6:1搅拌混合，超声处理20～60min，得凝胶载体体系；
(4)步骤(3)的凝胶载体体系，在70～80℃下加热30～60min后，再经循环冷冻和解冻的过程，得抗菌水凝胶敷料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中所述的凝胶单体溶液中含羟基亲水性聚合物的浓度为5～25％，在步骤(3)中所述的凝胶载体体系中，所述的抗菌成分的浓度为0.5～10％，所述丙烯酰胺的浓度为0.5～15％，所述引发剂的浓度为0.05～0.5％。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述冷冻的条件为在-20～-30℃下冷冻6～24h，所述解冻的条件为在4～25℃下解冻1～6h，所述循环冷冻和解冻的过程为2～6次。
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