CN109550074B - 一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法 - Google Patents

一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109550074B
CN109550074B CN201811170273.5A CN201811170273A CN109550074B CN 109550074 B CN109550074 B CN 109550074B CN 201811170273 A CN201811170273 A CN 201811170273A CN 109550074 B CN109550074 B CN 109550074B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogel
monomer
product obtained
solution
conductive hydrogel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811170273.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109550074A (zh
Inventor
王云兵
胡雪丰
张婕妤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN201811170273.5A priority Critical patent/CN109550074B/zh
Publication of CN109550074A publication Critical patent/CN109550074A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109550074B publication Critical patent/CN109550074B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0009—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
    • A61L26/0014—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0002—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy
    • A61K9/0009—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy involving or responsive to electricity, magnetism or acoustic waves; Galenical aspects of sonophoresis, iontophoresis, electroporation or electroosmosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L26/008—Hydrogels or hydrocolloids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02—Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/20—Esters of polyhydric alcohols or phenols, e.g. 2-hydroxyethyl (meth)acrylate or glycerol mono-(meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • C09J9/02—Electrically-conducting adhesives

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)将亲水性烯类单体、带负电基团的烯类单体、硅烷单体、表面活性剂、尿素和烯类单体引发剂混合，制备水凝胶基体预凝胶溶液；(2)引发步骤(1)所得物聚合，再置于70‑120℃条件下反应2‑12h；(3)将步骤(2)所得物浸入引发剂水溶液中充分溶胀；(4)将步骤(3)所得物置于0.1‑0.3mol/L导电聚合物单体水溶液或油性溶液中进行聚合；(5)将步骤(4)所得物在无菌PBS溶液中反复浸泡3天以上，除去未反应的单体和引发剂。本发明制得的导电水凝胶可适用于大面积伤口且可对整个伤口区域进行电刺激，有效促进伤口快速愈合。

Description

一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于导电水凝胶技术领域，具体涉及一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法。
背景技术
慢性伤口是指一个月内未开始愈合或者三个月内没有完全愈合的创面。由于无法通过常规的治疗恢复伤口组织解剖和功能上的完整状态且极易复发，慢性伤口已成为人类健康的一个威胁。目前临床上主要的治疗方案是抗菌抗炎处理、伤口清创、使用敷料、施加负压等。在目前使用的敷料中，水凝胶敷料由于其含水量高，具有相对小的机械和摩擦刺激，可抑制疤痕增生，为伤口提供湿润环境，吸收组织渗出液、不粘连新生组织等特点而受到广泛关注。
生物体细胞内外分布着不同种类的离子，不均匀分布的离子的跨膜移动形成了细胞水平上的生物电。生物电参与了许多重要的生理过程，如肿瘤的生长、形态的发生和创伤的愈合。德国生理学家Emil Du-Bois Reymond在150多年前首先确定了所有生物在上皮层受到破坏的瞬间会产生内源性的电场。创面的伤口电流在潮湿密闭的环境下下可以得以维持，但是如果创面长时间暴露且不加以保护则会逐渐降低。伤口电流的降低将显著延缓伤口愈合。
电刺激可以促进慢性伤口愈合，但现有的电刺激疗法是通过两个放置在伤口附近的电极，对伤口区域进行电刺激，此法仅在电极附近促进组织再生，无法作用于整个伤口。因此，研发新型导电敷料，通过它对整个伤口区域进行电刺激以促进慢性伤口愈合，具有显著的临床意义。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法，可有效解决现有电极刺激疗法不适用于大面积伤口以及无法对整个伤口区域进行电刺激的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶，其制备方法包括以下步骤：
(1)将亲水性烯类单体、带负电基团的烯类单体、硅烷单体、表面活性剂、尿素和烯类单体引发剂按摩尔比为1-10:0.075-0.3:0.1-1:0.01-0.05:0.1-1:0.004-0.01混合，然后溶于PBS溶液中，混匀，制得水凝胶基体预凝胶溶液；
(2)将步骤(1)所得物通过紫外光引发或热引发烯类单体聚合，再将该体系置于70-120℃条件下反应2-12h，使硅烷单体水解、缩合，形成含亲水性聚烯烃、带负电基团的聚烯烃和聚硅烷的基体水凝胶；(3)将步骤(2)所得物浸入浓度为0.1-1mol/L的导电聚合物单体引发剂水溶液中充分溶胀；
(4)将步骤(3)所得物置于0.1-3mol/L导电聚合物单体无机溶液(溶液聚合)或有机溶液(界面聚合)中进行聚合，聚合温度为0-40℃，聚合时间为12-48h；其中，导电聚合物单体为吡咯、苯胺、噻吩或它们的衍生物；有机溶液为乙酸乙酯溶液；
(5)将步骤(4)所得物在无菌PBS溶液中反复浸泡3天以上，除去未反应的单体和引发剂，制得可用于慢性创面治疗的导电水凝胶。
进一步地，亲水性烯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟乙基丙烯酰胺或N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺；带负电基团的烯类单体为3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钾盐。
进一步地，硅烷单体为甲基三甲氧基硅烷、三甲基苯氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷或十二烷基三甲氧基硅烷。
进一步地，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵或十二烷基三甲基溴化铵；烯类单体引发剂为光引发剂2959、过硫酸钾、过硫酸铵或偶氮二异丁氰。
进一步地，步骤(1)中亲水性烯类单体、带负电基团的烯类单体、硅烷单体、表面活性剂、尿素和烯类单体引发剂摩尔比为2:0.15:0.2:0.03:0.7:0.007。
进一步地，步骤(2)具体过程为将步骤(1)所得物置于紫外光强度为10-100mW/cm2条件下反应3-60min，再置于70-120℃条件下反应2-12h；或者将步骤(1)所得物加热至50-120℃，反应1-10小时，再置于70-120℃条件下反应2-12h。
进一步地，步骤(2)具体过程为将步骤(1)所得物置于紫外光强度为30mW/cm2条件下反应30min，再置于80℃条件下反应9h；或者将步骤(1)所得物加热至80℃，反应3小时，再置于80℃条件下反应12h。
进一步地，步骤(3)中导电聚合物单体引发剂为三氯化铁、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸银或双氧水。
进一步地，步骤(4)中聚合温度为25℃，聚合时间为24h。
本发明提供的用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法，具有以下有益效果：
(1)将本发明制得的导电水凝胶是一种柔性材料，且具有无细胞毒性及抗细菌与蛋白质粘附性质，是一种优良的伤口敷料材料。将其覆盖整个伤口，再使用外接电源加载电流可刺激整个伤口区域，以促进伤口快速愈合，可解决目前临床上基于电极的电刺激疗法难以刺激整个伤口区域和不适用大面积伤口的不足。
(2)本发明制得的导电水凝胶可以在电刺激的同时还能提供伤口处封闭湿润的环境，加速伤口愈合，并防止水凝胶导电性在生理弱碱性条件下的降低。
(3)本发明制备过程简单，制得的导电水凝胶可以适用于糖尿病性溃疡、创伤性溃疡、压力性溃疡等现有技术难以治愈的慢性伤口的治疗。
附图说明
图1为用于慢性创面治疗的导电水凝胶的反应流程图。
图2为实施例1中的基体水凝胶、导电水凝胶的导电性测试结果。
图3为实施例1中的水凝胶透水率结果图。
图4为实施例1中的水凝胶抗蛋白黏附结果图。
图5为实施例1中的水凝胶抗细菌黏附结果图。
图6为实施例1中的水凝胶细胞毒性结果图。
图7实施例1中的水凝胶动物实验伤口愈合的实验结果图。
图8为实施例2中的基体水凝胶、导电水凝胶的导电性测试结果。
图9为实施例2中的水凝胶透水率结果图。
图10为实施例2中的水凝胶抗蛋白黏附结果图。
图11为实施例2中的水凝胶抗细菌黏附结果图。
图12为实施例2中的水凝胶细胞毒性结果图。
图13为实施例3中的基体水凝胶、导电水凝胶的导电性测试结果。
图14为实施例3中的水凝胶透水率结果图。
图15为实施例3中的水凝胶抗蛋白黏附结果图。
图16为实施例3中的水凝胶抗细菌黏附结果图。
图17为实施例3中的水凝胶细胞毒性结果图。
具体实施方式
用于慢性创面治疗的导电水凝胶的反应流程图见图1，其具体制备过程如下：
实施例1
一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶，其制备方法包括以下步骤：
(1)将0.0972g十六烷基三甲基溴化铵，0.4g尿素，0.3695g 3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐，2.6g甲基丙烯酸羟乙酯，0.0148g光引发剂2959，0.3030g甲基三乙酰氧基硅烷溶于5.36g PBS溶液中，配成水凝胶基体预凝胶溶液；
(2)将配制的水凝胶基体预凝胶溶液通过30mW/cm2紫外灯下照射0.5h，引发丙烯酸酯单体聚合，再将该体系放入80℃烘箱中烘9h，形成含聚硅烷的基体水凝胶；
(3)将制备的含聚硅烷的基体水凝胶浸入0.5mol/L三氯化铁水溶液中充分溶胀，再置于0.15mol/L吡咯的乙酸乙酯溶液中，使导电聚合物单体在含硅烷的基体水凝胶内部和表面聚合，反应时间为24h，反应温度为25℃；
(4)将步骤(3)所得物在无菌PBS溶液中反复浸泡3天以上，以除去未反应的单体和引发剂，制得用于慢性创面治疗的导电水凝胶。
对上述制得的基体水凝胶和用于慢性创面治疗的导电水凝胶(以下均写为导电水凝胶)进行如下测试：
1、导电性
采用ST-2253多功能数字四探针测试仪测基体水凝胶界面聚合导电水凝胶(步骤(3)所得物)和导电水凝胶的导电性，结果如图2所示。由图2可知，吡咯单体在水凝胶内部形成聚吡咯，显著增加了水凝胶的导电性。
2、透水率
测定基体水凝胶和导电水凝胶的透水率，具体过程为：将一定尺寸的湿态水凝胶覆盖到含有一定PBS的离心管中，于37℃和湿度为60％的环境中放置24h，计算离心管中PBS蒸发的质量。
计算公式如下：
WVTR＝(Wi-Wt)/A t
式中，Wi和Wt为离心管中初始和结束后PBS的质量；
A为离心管口的面积；
t为测试时间。
测试结果如图3所示，由图3可知，基体水凝胶和导电水凝胶的透水率相差不大。3、抗蛋白黏附性
将已溶胀平衡的基体水凝胶和导电水凝胶及商用敷料
Figure BDA0001822224530000061
放入96孔板中，设置三个平行样，每孔加入200μL含BSA的PBS溶液(浓度为0.5mg/mL)，37℃条件下震荡24h后，将孔内液体吸出，并用PBS溶液冲洗样品3次以去除其表面物理吸附的蛋白质。使用BCA试剂盒定量分析所得溶液中的蛋白质浓度，使用酶标仪在562nm处读取光密度值，通过与标准曲线对照并计算得到水凝胶表面吸附蛋白质的含量，其结果如图4所示。
由图4可知，与商用敷料对比，基体水凝胶和导电水凝胶都有更好的抗蛋白吸附的性能，有利于防止更换敷料时对新生组织产生的二次伤害。
4、抗细菌黏附性
将待测的基体水凝胶和导电水凝胶及商用敷料样品紫外消毒30分钟，每组设置三个平行样。将样品放入96孔板中，每孔加入200μL的菌液，并放入培养箱中培养24小时。取出水凝胶，并用无菌PBS溶液冲洗3次以除去表面物理吸附的细菌，再将样品放入1mL无菌PBS溶液中超声震荡7分钟。取未稀释和分别用无菌PBS溶液稀释10倍和100倍后的菌液100μL涂抹于TSB琼脂培养板，37℃下培养14小时，对菌落计数，用菌落形成单位(CFU)的数目来定量粘附在水凝胶上的细菌，其结果如图5所示。
由图5可知，与商用敷料对比，基体水凝胶和导电水凝胶菌落形成的数目都少了90％以上，有望降低感染的几率。
5、细胞毒性
采用体外细胞实验测试导电水凝胶的细胞毒性，具体过程为：
将小鼠成纤维细胞L929以5×105个/cm2的密度种植在24孔板上，培养24小时。
采用浸提液法进行细胞毒性的测试：将制备的导电水凝胶在DMEM细胞培养液(含10％胎牛血清、10mg/mL链霉素和10000U青霉素)中浸泡24小时，使用浸提液继续培养细胞24小时，对照组细胞使用DMEM细胞培养液培养。细胞毒性使用MTT法测定，结果如图6所示。
由图6可知，浸提液组与对照组的细胞活性无显著性差别，表明此导电水凝胶无细胞毒性。
6、伤口愈合实验
以糖尿病大鼠为动物模型测试制备的导电水凝胶样品对慢性伤口愈合的促进作用。
实验使用SD大鼠(体重200g左右)，尾静脉注射链脲霉素(每天45mg/kg)直至大鼠空腹血糖值高于16.7mmol/l。在大鼠背部脊柱两侧切割四个伤口(0.5cm×0.5cm)，并将四个伤口分为对照组、敷料组、电极刺激组和敷料电刺激组。对照组不经任何处理，敷料组仅将含聚硅烷的基体水凝胶贴敷在伤口处，电极刺激组使用电极对伤口进行电刺激，敷料电刺激组使用本发明导电水凝胶进行电刺激。每天使用0.1mA的交流电刺激1小时，伤口面积使用透明计算纸测定。伤口面积变化结果如图7所示。由图7可知使用本发明导电水凝胶进行电刺激比其他任何组对于伤口愈合的促进作用更加明显。
实施例2
(1)将0.0942g十四烷基三甲基溴化铵，0.3g尿素，0.3695g 3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐，2.88g甲基丙烯酸羟丙酯，0.015g热引发剂过硫酸铵，0.228g三甲基苯氧基硅烷溶于5.36g PBS溶液中，配成水凝胶基体预凝胶溶液；
(2)将配制的水凝胶基体预凝胶溶液加热至80℃，引发甲基丙烯酸羟丙酯聚合，反应3小时，再将该体系放入80℃烘箱中加热12h，形成含聚硅烷的基体水凝胶；
(3)将制备的含聚硅烷的基体水凝胶浸入2mol/L过硫酸铵水溶液中充分溶胀，再置于10％的苯胺-盐酸溶液，使导电聚合物单体在含硅烷的基体水凝胶内部和表面聚合，反应时间为2h，反应温度为5℃；
(4)将步骤(3)所得物在无菌PBS溶液中反复浸泡3天以上，以除去未反应的单体和引发剂，制得用于慢性创面治疗的导电水凝胶。
对上述制得的基体水凝胶和导电水凝胶进行如下测试：
1、导电性
采用ST-2253多功能数字四探针测试仪测基体水凝胶和导电水凝胶的导电性，结果如图8所示。由图8可知，苯胺单体在水凝胶内部形成聚苯胺，显著增加了水凝胶的导电性。
2、透水率
测定基体水凝胶和导电水凝胶的透水率，具体过程为：将一定尺寸的湿态水凝胶覆盖到含有一定PBS的离心管中，于37℃和湿度为60％的环境中放置24h，计算离心管中PBS蒸发的质量。
计算公式如下：
WVTR＝(Wi-Wt)/A t
式中，Wi和Wt为离心管中初始和结束后PBS的质量；
A为离心管口的面积；
t为测试时间。
测试结果如图9所示，由图9可知，基体水凝胶和导电水凝胶的透水率相差不大。
3、抗蛋白黏附性
将已溶胀平衡的基体水凝胶和导电水凝胶及商用敷料
Figure BDA0001822224530000091
放入96孔板中，设置三个平行样，每孔加入200μL含BSA的PBS溶液(浓度为0.5mg/mL)，37℃条件下震荡24h后，将孔内液体吸出，并用PBS溶液冲洗样品3次以去除其表面物理吸附的蛋白质。使用BCA试剂盒定量分析所得溶液中的蛋白质浓度，使用酶标仪在562nm处读取光密度值，通过与标准曲线对照并计算得到水凝胶表面吸附蛋白质的含量，其结果如图10所示。
由图10可知，与商用敷料对比，基体水凝胶和导电水凝胶都有更好的抗蛋白吸附的性能，有利于防止更换敷料时对新生组织产生的二次伤害。
4、抗细菌黏附性
将待测的基体水凝胶和导电水凝胶及商用敷料样品紫外消毒30分钟，每组设置三个平行样。将样品放入96孔板中，每孔加入200μL的菌液，并放入培养箱中培养24小时。取出水凝胶，并用无菌PBS溶液冲洗3次以除去表面物理吸附的细菌，再将样品放入1mL无菌PBS溶液中超声震荡7分钟。取未稀释和分别用无菌PBS溶液稀释10倍和100倍后的菌液100μL涂抹于TSB琼脂培养板，37℃下培养14小时，对菌落计数，用菌落形成单位(CFU)的数目来定量粘附在水凝胶上的细菌，其结果如图11所示。
由图11可知，与商用敷料对比，基体水凝胶和导电水凝胶菌落形成的数目都有降低，有望降低感染的几率。
5、细胞毒性
采用体外细胞实验测试导电水凝胶的细胞毒性，具体过程为：
将小鼠成纤维细胞L929以5×105个/cm2的密度种植在24孔板上，培养24小时。
采用浸提液法进行细胞毒性的测试：将制备的导电水凝胶在DMEM细胞培养液(含10％胎牛血清、10mg/mL链霉素和10000U青霉素)中浸泡24小时，使用浸提液继续培养细胞24小时，对照组细胞使用DMEM细胞培养液培养。细胞毒性使用MTT法测定，结果如图12所示。
由图12可知，浸提液组与对照组的细胞活性无显著性差别，表明此导电水凝胶无细胞毒性。
实施例3
(1)将0.0856g十二烷基三甲基溴化铵，0.6g尿素，0.31g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钾盐，2.303g N-羟乙基丙烯酰，0.016g热引发剂过硫酸钾，0.302g异丁基三乙氧基硅烷溶于5.36g PBS溶液中，配成水凝胶基体预凝胶溶液；
(2)将配制的水凝胶基体预凝胶溶液加热至65℃，引发N-羟乙基丙烯酰聚合，反应4小时，再将该体系放入90℃烘箱中加热8h，形成含聚硅烷的基体水凝胶；
(3)将制备的含聚硅烷的基体水凝胶浸入1.8mol/L过硫酸钾水溶液中充分溶胀，再置于8％的噻吩-乙醇溶液，使导电聚合物单体在含硅烷的基体水凝胶内部和表面聚合，反应时间为2h，反应温度为20℃；
(4)将步骤(3)所得物在无菌PBS溶液中反复浸泡3天以上，以除去未反应的单体和引发剂，制得用于慢性创面治疗的导电水凝胶。
对上述制得的基体水凝胶和导电水凝胶进行如下测试：
1、导电性
采用ST-2253多功能数字四探针测试仪测基体水凝胶和导电水凝胶的导电性，结果如图13所示。由图13可知，苯胺单体在水凝胶内部形成聚噻吩，显著增加了水凝胶的导电性。
2、透水率
测定基体水凝胶和导电水凝胶的透水率，具体过程为：将一定尺寸的湿态水凝胶覆盖到含有一定PBS的离心管中，于37℃和湿度为60％的环境中放置24小时后，计算离心管中PBS蒸发的质量。
计算公式如下：
WVTR＝(Wi-Wt)/A t
式中，Wi和Wt为离心管中初始和结束后PBS的质量；
A为离心管口的面积；
t为测试时间。
测试结果如图14所示。由图14可知，基体水凝胶和导电水凝胶的透水率相差不大。
3、抗蛋白黏附性
将已溶胀平衡的基体水凝胶和导电水凝胶及商用敷料
Figure BDA0001822224530000111
放入96孔板中，设置三个平行样，每孔加入200μL含BSA的PBS溶液(浓度为0.5mg/mL)，37℃条件下震荡24h后，将孔内液体吸出，并用PBS溶液冲洗样品3次以去除其表面物理吸附的蛋白质。使用BCA试剂盒定量分析所得溶液中的蛋白质浓度，使用酶标仪在562nm处读取光密度值，通过与标准曲线对照并计算得到水凝胶表面吸附蛋白质的含量，其结果如图15所示。
由图15可知，与商用敷料对比，基体水凝胶和导电水凝胶都有更好的抗蛋白吸附的性能，有利于防止更换敷料时对新生组织产生的二次伤害。
4、抗细菌黏附性
将待测的基体水凝胶和导电水凝胶及商用敷料样品紫外消毒30分钟，每组设置三个平行样。将样品放入96孔板中，每孔加入200μL的菌液，并放入培养箱中培养24小时。取出水凝胶，并用无菌PBS溶液冲洗3次以除去表面物理吸附的细菌，再将样品放入1mL无菌PBS溶液中超声震荡7分钟。取未稀释和分别用无菌PBS溶液稀释10倍和100倍后的菌液100μL涂抹于TSB琼脂培养板，37℃下培养14小时，对菌落计数，用菌落形成单位(CFU)的数目来定量粘附在水凝胶上的细菌，其结果如图16所示。
由图16可知，与商用敷料对比，基体水凝胶和导电水凝胶菌落形成的数目都有降低，有望降低感染的几率。
5、细胞毒性
采用体外细胞实验测试导电水凝胶的细胞毒性，具体过程为：
将小鼠成纤维细胞L929以5×105个/cm2的密度种植在24孔板上，培养24小时。
采用浸提液法进行细胞毒性的测试：将制备的导电水凝胶在DMEM细胞培养液(含10％胎牛血清、10mg/mL链霉素和10000U青霉素)中浸泡24小时，使用浸提液继续培养细胞24小时，对照组细胞使用DMEM细胞培养液培养。细胞毒性使用MTT法测定，结果如图17所示。
由图17可知，浸提液组与对照组的细胞活性无显著性差别，表明此导电水凝胶无细胞毒性。

Claims (10)

1.一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将亲水性烯类单体、带负电基团的烯类单体、硅烷单体、表面活性剂、尿素和烯类单体引发剂按摩尔比为1-10:0.075-0.3:0.1-1:0.01-0.05:0.1-1:0.004-0.01混合，然后溶于PBS溶液中，混匀，制得水凝胶基体预凝胶溶液；
(2)采用紫外光或热处理对步骤(1)所得物进行引发聚合，然后再置于70-120℃条件下反应2-12h，制得基体水凝胶；
(3)将步骤(2)所得物浸入浓度为0.1-1mol/L的导电聚合物单体引发剂水溶液中充分溶胀；
(4)将步骤(3)所得物置于0.1-3mol/L导电聚合物单体无机溶液或有机溶液中进行聚合，聚合温度为0-40℃，聚合时间为12-48h；其中，导电聚合物单体为吡咯、苯胺、噻吩或它们的衍生物；有机溶液为乙酸乙酯溶液；
(5)将步骤(4)所得物在无菌PBS溶液中反复浸泡3天以上，除去未反应的单体和引发剂，制得可用于慢性创面治疗的导电水凝胶。
2.根据权利要求1所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，亲水性烯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟乙基丙烯酰胺或N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺；带负电基团的烯类单体为3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钾盐。
3.根据权利要求1所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，硅烷单体为甲基三甲氧基硅烷、三甲基苯氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷或十二烷基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵或十二烷基三甲基溴化铵；烯类单体引发剂为光引发剂2959、过硫酸钾、过硫酸铵或偶氮二异丁氰。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中亲水性烯类单体、带负电基团的烯类单体、硅烷单体、表面活性剂、尿素和烯类单体引发剂摩尔比为2:0.15:0.2:0.03:0.7:0.007。
6.根据权利要求1所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体过程为将步骤(1)所得物置于紫外光强度为10-100mW/cm2条件下反应3-60min，再置于70-120℃条件下反应2-12h；或者将步骤(1)所得物加热至50-120℃，反应1-10小时，再置于70-120℃条件下反应2-12h。
7.根据权利要求6所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体过程为将步骤(1)所得物置于紫外光强度为30mW/cm2条件下反应30min，再置于80℃条件下反应9h；或者将步骤(1)所得物加热至80℃，反应3小时，再置于80℃条件下反应12h。
8.根据权利要求7所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中导电聚合物单体引发剂为三氯化铁、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸银或双氧水。
9.根据权利要求1所述的用于慢性创面治疗的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(4)中聚合温度为25℃，聚合时间为24h。
10.采用权利要求1-9任一项所述的方法制得的导电水凝胶。
CN201811170273.5A 2018-10-09 2018-10-09 一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法 Active CN109550074B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811170273.5A CN109550074B (zh) 2018-10-09 2018-10-09 一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811170273.5A CN109550074B (zh) 2018-10-09 2018-10-09 一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109550074A CN109550074A (zh) 2019-04-02
CN109550074B true CN109550074B (zh) 2020-06-09

Family

ID=65864805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811170273.5A Active CN109550074B (zh) 2018-10-09 2018-10-09 一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109550074B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111956610B (zh) * 2020-07-21 2021-11-30 四川大学 一种用于动脉粥样硬化治疗的载药体系及其制备方法
CN112666770B (zh) * 2021-01-12 2022-09-23 浙江工业大学 基于p(spma-mma)水凝胶电解质的电致变色柔性器件及其制备方法及应用
CN113679882A (zh) * 2021-09-03 2021-11-23 四川大学 一种柔性导电促血管生成材料及其制备方法
CN113730647B (zh) * 2021-09-03 2023-01-06 四川大学 一种柔性导电抗菌材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1214062A (zh) * 1996-03-19 1999-04-14 美国3M公司 从两性离子材料制得的导电粘合剂
CN103113700A (zh) * 2013-01-18 2013-05-22 盐城工学院 互穿网络结构水凝胶创面敷料及其制备方法
CN105939659A (zh) * 2014-01-28 2016-09-14 日本电信电话株式会社 电极元件及装置
CN107281533A (zh) * 2017-07-30 2017-10-24 成都优瑞商务服务有限公司 一种医用创伤敷料用抗菌材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1214062A (zh) * 1996-03-19 1999-04-14 美国3M公司 从两性离子材料制得的导电粘合剂
CN103113700A (zh) * 2013-01-18 2013-05-22 盐城工学院 互穿网络结构水凝胶创面敷料及其制备方法
CN105939659A (zh) * 2014-01-28 2016-09-14 日本电信电话株式会社 电极元件及装置
CN107281533A (zh) * 2017-07-30 2017-10-24 成都优瑞商务服务有限公司 一种医用创伤敷料用抗菌材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
聚丙烯酰胺-g-聚苯胺的导电水凝胶的制备及性能研究;卢晓霞;《高分子学报》;20161120(第11期);第1563-1571页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109550074A (zh) 2019-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109550074B (zh) 一种用于慢性创面治疗的导电水凝胶及其制备方法
Lu et al. In-situ doping of a conductive hydrogel with low protein absorption and bacterial adhesion for electrical stimulation of chronic wounds
CN107929805B (zh) 一种促进伤口愈合的金属/水凝胶复合敷料及其制备方法
CN113262105B (zh) 一种基于压电效应的创伤敷料及其制备方法
CN110028614B (zh) 具有蛋白吸附功能的抗菌微纳米凝胶与纤维及其制备方法
CN110563974A (zh) 一种活性氧响应的自崩解水凝胶及其制备方法和应用
CN113174074A (zh) 一种导电丝素蛋白膜及其制备方法和用途
CN103480034B (zh) 辐照交联壳聚糖/明胶/聚乙烯醇水凝胶敷料及其制备方法和应用
CN115252888B (zh) 一种胶原蛋白凝胶敷料及其制备方法和应用
CN113694244B (zh) 一种具有光热抗菌及促愈效果的棉纱布增强水凝胶导电敷料及其制备方法
CN108379643A (zh) 一种含美洲大蠊活性成分的水凝胶创可贴
CN108484936A (zh) 一种接枝改性材料所制备的水凝胶及其制备方法和应用
CN111973799A (zh) 一种湿性抑菌水凝胶敷料及其制备方法
CN118159330A (zh) 用于慢性伤口管理和加速组织再生的无线闭环智能绷带
CN111643724A (zh) 一种载有噬菌体和酸性成纤维细胞生长因子的水凝胶伤口敷料的制备方法及其应用
CN113318267A (zh) 一种贻贝仿生的红外响应性抗菌水凝胶敷料及其制备方法
CN112824439A (zh) 一种自修复抗菌导电水凝胶及其制备方法
Dou et al. Multi-functional conductive hydrogels based on heparin–polydopamine complex reduced graphene oxide for epidermal sensing and chronic wound healing
Wu et al. Photosynthetic live microorganism-incorporated hydrogels promote diabetic wound healing via self-powering and oxygen production
CN117964916A (zh) 一种导电水凝胶及其制备方法和应用
Cao et al. Mechanoactive wound dressing using poly (N-isopropyl acrylamide) based hydrogels
CN116440316A (zh) 具有双重温度响应功能的抗菌水凝胶及其制备方法与应用
CN115957371A (zh) 皮肤损伤修复凝胶敷贴及其制备方法和应用
CN113730647B (zh) 一种柔性导电抗菌材料及其制备方法
CN108434507A (zh) 离子介导敷料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant