CN110483694B - 一种放射性核素沾染去污的水凝胶、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种放射性核素沾染去污的水凝胶、制备方法及应用，所述水凝胶按质量百分比计，包括以下组分：15.07％‑48.65％丙烯酰胺、0.14％‑0.47％海藻酸钠、0.04％‑0.12％二乙基三胺五乙酸钙钠盐、0.03％‑0.11％过硫酸铵和50％‑85％水；其中，所述水凝胶通过高分子链段之间以及高分子与小分子间纯物理作用交联成三维网络结构。本发明提供的放射性核素沾染去污的水凝胶，纯物理交联，无细胞和皮肤毒性，具有清除皮肤伤口放射性核素的能力，可作为皮肤伤口放射性核素沾染的去污剂。

Description

一种放射性核素沾染去污的水凝胶、制备方法及应用
技术领域
本发明属于高分子水凝胶技术领域，具体涉及一种放射性核素沾染去污的水凝胶、制备方法及其应用。
背景技术
随着核技术在军事、能源以及工、农、医学中的广泛应用，以及新形势下核恐怖发生的可能，放射性核素沾染将会是核事故时面临的主要问题。。特别是，人们在从事涉核的各项实践活动中，可能会发生割伤、刺伤、爆炸伤、烧烫伤等创伤，从而可能发生皮肤伤口的放射性核素沾染。放射性物质很容易经创面进入人体，再转移至血液、肝脏、肾脏等组织，对人体各器官造成长期的内照射，对人体健康造成严重危害。除此之外，若是发生在军事应用中，放射性核素皮肤伤口沾染发生后，对官兵战斗能力将产生巨大的影响。因此，需尽快对放射性核素沾染创面进行医学处理。
一旦发生皮肤伤口放射性核素沾染，应及时去污。现有技术中，常用的去污剂主要是液体洗消用品，具体概括为：对稀土元素、钚和超钚元素的污染，通常建议用1％二乙烯三胺五乙酸(DTPA)的酸性溶液(pH3～5)，或稀盐酸溶液(pH＝1)；对铀污染通常用1.4％重碳酸钠等渗溶液；对难以去除的不明放射性核素污染则可通常采用5％次氯酸钠溶液、乙二胺四乙酸(EDTA)肥皂或二乙烯三胺五乙酸(DTPA)肥皂等。这些液体洗消剂不仅产生大量难以收集处理的放射性废水，导致二次放射性污染，而且在紧急状态和大量伤者的情况下很难开展。因此，研制、高效的皮肤伤口去污剂迫切而必要。
高分子水凝胶是聚合物链段通过物理/化学作用交联而成的三维网络结构，其中富含大量水。由于其与人体组织具有相似的物理化学和生理特性，因此受到研究者的广泛关注。然而，传统水凝胶具有较差的机械性能和粘附性能，因此限制了其应用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种放射性核素沾染去污的水凝胶、制备方法及应用，其具有良好的机械性能和粘附性能，无细胞和皮肤毒性。由于海藻酸钠和络合剂DTPA的引入，水凝胶具有清除皮肤伤口放射性核素的能力，可作为皮肤伤口放射性核素沾染的去污剂。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种放射性核素沾染去污的水凝胶，所述水凝胶按质量百分比计，包括以下组分：15.07％-48.65％丙烯酰胺、0.14％-0.47％海藻酸钠、0.04％-0.12％二乙基三胺五乙酸钙钠盐、0.03％-0.11％过硫酸铵和50％-85％水，各组分之和为100％；
其中，所述水凝胶通过高分子链段之间以及高分子与小分子间纯物理作用交联成三维网络结构。
为达到以上目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种放射性核素沾染去污的水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
将丙烯酰胺、海藻酸钠和二乙基三胺五乙酸钙钠盐溶于去离子水中，超声处理3-8min，使单体完全溶解；
通氮气25-40min，然后加入过硫酸铵，得到水凝胶预聚合溶液；
将该溶液注入玻璃片模具中，30-75℃反应6-30h，得到水凝胶。
进一步的，所述丙烯酰胺的质量百分比为15.07％-48.65％。
进一步的，所述海藻酸钠的质量百分比为0.14％-0.47％。
进一步的，所述二乙基三胺五乙酸钙钠盐的质量百分比为0.04％-0.12％。
进一步的，所述过硫酸铵的质量百分比为0.03％-0.11％。
进一步的，所述去离子水的质量百分比为50％-85％。
为达到以上目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种放射性核素沾染去污的水凝胶的应用，采用贴敷或敷盖的方式将所述水凝胶附着于被放射性核素污染的皮肤伤口处。
本发明的效果在于，采用本发明所述的水凝胶可清除皮肤伤口放射性核素，可作为皮肤伤口放射性核素沾染的去污剂，且无毒性。
附图说明
图1为PASD水凝胶实物图与示意图；
图2为PASD水凝胶的化学性能图，A为红外光谱图，B为XPS全谱图，C为C1s的精细谱图；
图3为PASD水凝胶的机械性能图，A为水凝胶拉伸实物图，B为水凝胶应力-应变曲线图，C为水凝胶剥离实验示意图，D为水凝胶在不同基材上的粘附力，E为实物图，PASD水凝胶猪皮剥离粘附测试F为实物图，G为测试结果；
图4为PASD水凝胶的溶胀性能图，A为水凝胶的溶胀结果，B为实物图；
图5为PASD水凝胶对细胞增殖和皮肤的影响图，A为PASD对细胞增殖的影响，B为用于皮肤试验的水凝胶实物图，C为PASD的皮肤致敏试验，D为PASD的皮肤刺激试验；
图6为PASD水凝胶对溶液中铈、锶元素的清除效果示意图，A为PASD水凝胶对锶元素的清除效果，B为PAAm水凝胶对锶元素的早期清除效果，C为PASD水凝胶对锶元素的7d清除效果，D为PASD水凝胶对铈元素的清除效果，E为PAAm水凝胶对铈元素的早期清除效果，F为PASD水凝胶对铈元素的7d清除效果；
图7为PASD水凝胶对皮肤伤口放射性锶沾染的去除效果示意图，A为6h时，皮肤伤口放射性锶含量，B为24h时，皮肤伤口放射性锶含量，C为7d时，皮肤伤口放射性锶含量；
图8为小鼠皮肤伤口在6h、24h、3d-7d的变化，3d-7d各组分别为同一只小鼠；
图9为HE小鼠皮肤伤口在6h、24h的病理变化，20X，红箭头示巨噬细胞,黄箭头示成纤维细胞，蓝箭头示新生血管；
图10为HE小鼠皮肤伤口在7d的病理变化，20X，红箭头示巨噬细胞,黄箭头示成纤维细胞，蓝箭头示新生血管；
图11为免疫组化法检测PASD水凝胶对组织TGF-β1表达的影响,被染为红棕色的区域为阳性，放大倍数为20倍，随机拍摄5张，Image J软件对图像进行量化分析；
图12为PASD水凝胶对皮肤伤口氧化氧化应激的影响，其中A为6h各组皮肤伤口MDA含量，无统计学差异，P＝0.2025，B为24h各组皮肤伤口MDA含量，PASD组MDA含量明显降低，P＝0.0358，C为1d各组皮肤伤口MDA含量，无统计学差异，P＝0.0767。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
首先需要说明的是，在本发明中丙烯酰胺简称为Aam，过硫酸铵简称为APS，海藻酸钠简称为SA，二乙基三胺五乙酸钙钠盐简称为DTPA。
本发明提供一种放射性核素沾染去污的水凝胶，所述水凝胶按质量百分比计，包括以下组分：15.07％-48.65％丙烯酰胺、0.14％-0.47％海藻酸钠、0.04％-0.12％二乙基三胺五乙酸钙钠盐、0.03％-0.11％过硫酸铵和50％-85％水。其中，所述水凝胶通过高分子链段之间以及高分子与小分子间纯物理作用交联成三维网络结构。所述水凝胶全称为polyAAm-SA-DTPA水凝胶，也可简称为PASD水凝胶。
上述PASD水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将丙烯酰胺、海藻酸钠和二乙基三胺五乙酸钙钠盐溶于去离子水中，超声处理3-8min，使单体完全溶解。优选的，超声处理的频率范围为33/40kHz。室温下通氮气25-50min，然后加入过硫酸铵，得到水凝胶预聚合溶液；将该溶液注入玻璃片模具中，30-75℃反应6-30h，得到水凝胶。
上述材料中丙烯酰胺化学纯为98.0％，过硫酸铵化学纯为98.0％，其原料购自国药集团化学试剂有限公司(中国)；海藻酸钠化学纯为90％，购自Macklin公司(美国)；二乙基三胺五乙酸化学纯为97.0％，购自TCR公司(加拿大)，实验中所使用的纯水系统(DirectQ5)购自密理博中国有限公司(18.2MΩcm)。
优选的，丙烯酰胺的含量范围为1.1-3.6g，海藻酸钠的含量范围为10.2-34.5mg，二乙基三胺五乙酸钙钠盐的含量范围为2.6-8.6mg，过硫酸铵的含量范围为2.3-7.8mg，离子水的含量范围为3.7-6.2mL。
在一个具体的实施例中，将2.7g AAm、25.5mg SA和6.4mg DTPA溶于5.5mL去离子水中，超声处理5min，使单体完全溶解。通氮气30min，然后加入5.8mg APS，得到水凝胶预聚合溶液。将该溶液注入由一对相间1mm的玻璃片(10×8cm)组成的模具中，60℃反应24h，得到PASD水凝胶。
为具体说明PASD水凝胶的物理化学性能，本发明中设置了一组对照组，其中涉及到的材料N-甲基二烯酰胺，简称BIS，化学纯为98.0％，购自国药集团化学试剂有限公司(中国)。
对照实验：将3.2g AAm、6.8mg BIS溶于6.8mL去离子水中，超声处理5min,使单体完全溶解。通氮气20min，然后加入6.4mg APS，将得到的水凝胶预聚合溶液注入上述同样的玻璃模具中，60℃反应24h，得到polyAAm(简称为：PAAm)水凝胶。
本发明制备的PASD水凝胶物理化学表征具体如下：
(1)将待测水凝胶样品冻干后，用液氮淬断，利用扫描电子显微镜SEM(S-4700，日本日立公司)提供观察样品的断面形貌。
如图1所示，PASD水凝胶完全通过高分子链段之间以及高分子与小分子间的物理交联方式交联。PASD水凝胶具有良好的均一性，呈透明状。SEM图表明PASD水凝胶具有蜂窝状多孔结构，平均孔径大小约为3μm。
(2)水凝胶的化学结构组成通过傅里叶红外光谱FTIR(Nicolet iS50，美国赛默飞公司)进行表征。
如图2A所示，PASD水凝胶的红外图谱中3342、3185cm-1归属于AAm中N-H伸缩振动峰，1648、1600cm-1分别归属于AAm中的酰胺基团(O-C＝O和N-H)。此外，SA和DTPA中的羧基峰，在PASD中未能观察到，这是由于其与AAm形成分子间氢键，发生红移后与AAm中N-H伸缩振动峰部分叠加的结果。
(3)水凝胶冻干后充分研磨成粉末，利用X射线光电子能谱分析XPS(ESCALAB250Xi，美国赛默飞公司)分析水凝胶的主要元素及其组成占比。
如图2B所示，PASD水凝胶具有C(284.8eV)、N(399.6eV)、O(531.4eV)、Na(1071.1eV)等元素，原子数百分比分别为61.42％、17.60％、20.87％、0.12％与理论值35.42％-80.13％、8.89％-23.15％、10.84％-29.72％、0.08％-0.15％相一致。如图2C所示，PASD水凝胶的C1s峰可以分为3个峰。C-C/C-H峰值对应在284.6eV处，C-O峰值对应在285.2eV处，C-N峰值对应在286.4eV处，C＝O峰值对应在287.9eV处。同时，与PAS水凝胶相比，PASD水凝胶中的N元素含量明显提高，证明PASD中含有DTPA分子。
(4)水凝胶机械性能
水凝胶的拉伸实验中，参照GB/T 1040-1992标准将水凝胶裁成哑铃状(长35mm，宽6mm，厚度1mm，测量长度12mm，内宽2mm)，然后将样品在室温下以100mm/min的速度进行拉伸(多功能拉伸测试仪(TH-8203)，苏州拓博机械设备有限公司)。相关机械性能参数计算公式如下：
拉伸应力σ：
Figure GDA0003253881940000081
其中，F指代拉伸时作用于水凝胶截面的作用力；d指代水凝胶厚度；wi指代水凝胶内宽。
拉伸应变ε：
Figure GDA0003253881940000082
其中，l指代水凝胶断裂时标线间的距离；l0指代水凝胶初始长度。
完全物理交联的PASD水凝胶具有优异的拉伸和粘附性能。如图3A,B所示，与传统的化学交联PAAm水凝胶相比，PASD水凝胶的机械性能显著提高，其断裂应力与应变分别达到514.93±8.9kPa、1374±19.5％。这是由于PASD水凝胶体系中存在大量的氢键，它们能够有效地耗散外界功。此外，氢键发生断裂后，能够很快地与周围聚合物链段(PAAm或SA)或者小分子(DTPA)形成新的氢键，这都使得水凝胶具有较高的断裂应力和应变。
(5)水凝胶粘附性能
将新鲜的猪皮用热水清洗除去表面油脂并冻干。将冻干的猪皮样品切成大小为2.5×2.5cm的块状，并在室温下放入1×PBS缓冲液中浸泡一定时间。之后，将重溶的猪皮用502胶水粘附在聚乙烯(polyethylene,PE)塑料片(2.5×7.5cm)上。之后将待测水凝胶(2×2.5×0.1cm)夹在两块猪皮之间，并用重物压住30min。剪切粘附实验在拉伸试验机上进行，拉伸速率为5mm/min，同时记录最大的加载应力。除此之外，我们还选用了其他多种材料模仿不同的基材表面，这些材料的实验方法与上述相同，注意要在测试前仔细清洁测试表面。
剪切粘附测试如图3C所示，结果表明PASD水凝胶对不同的基材(例如：橡胶、金属、塑料以及玻璃)具有很好的粘附力，其在橡胶、金属、塑料、玻璃和皮肤上剥离应力分别达到185.92±8.76kPa、337.88±82.90kPa、418.28±27.21kPa、525.55±69.79kPa(图3D,E)。其对皮肤也具有较好的粘附力(4.82±0.79kPa)，都优于传统的PAAm水凝胶(图3F,G)。这是因为物理交联的PASD水凝胶链段具有更好的柔顺性，同时SA和DTPA的引入赋予水凝胶大量的羧基和羟基，容易与各种基材表面官能团形成配位，因此粘附能力都有提高。
(6)水凝胶溶胀性能
将完全干燥的水凝胶(质量：M0)，放入大量去离子水中，每过一段时间(t)，称量凝胶的质量(Mt)。溶胀率(Swelling ration,SR)计算公式如下：
Figure GDA0003253881940000091
溶胀结果如图4A所示。PASD水凝胶的溶胀性能明显优于PAAm水凝胶。24h后，水凝胶达到溶胀平衡。其中，PASD水凝胶与PAAm水凝胶的溶胀率分别为1519％与1210％。这是由于SA和DTPA的引入提高了水凝胶的亲水性，使水凝胶网络结合水能力显著提高，因此PASD水凝胶表现出更好的溶胀性。
(7)水凝胶的细胞毒性检测
实验方法：WS1细胞培养，收集，制备WS1细胞悬液。将细胞以5*10^3-8*10^3/孔接种到9孔板中，设置3组，分别为：PASD水凝胶组、PAAm水凝胶组、空白对照组，每组4个重复孔。37℃培养箱培养12h，每孔加入10μl水凝胶浸提液。37℃培养箱培养24h，每孔加入10μlCCK-8增强型溶液，37℃培养箱孵育1小时。酶标仪测定450nm处吸光度。
两种水凝胶的提取液对WS1细胞的作用结果如图5A所示。结果表明，作用后24h和48h，PASD、PAAm组与对照组的OD值没有明显的变化，无统计学差异。可见，PASD和PAAm水凝胶不影响人皮肤成纤维细胞(WS1)的增殖，无细胞毒性。
(8)皮肤致敏试验和刺激试验
哈特兰豚鼠雄性15只，体重300-500g，健康未使用。试验样品采用豚鼠封闭贴敷试验，评价其潜在的皮肤致敏反应。将适宜大小的试验样品，局部敷贴于每只动物去毛的左上背部位。6h后除去包扎带和试验样品。连续观察3d重复该步骤，同法操作3周；对照动物使用对照样品同法操作。最后一次诱导敷贴后14d±(1d),用试验样品对全部试验动物和对照动物进行激发，将试验样品局部贴敷于每只动物去毛的未试部位，6h后除去贴敷片，激发后24h±2、48h±2对激发部位评分。2,4-二硝基氯苯(DNCB)为阳性对照，医用纱布块为阴性对照。
新西兰白色纯种大白兔，雌性3只，体重不低于2.0kg，健康未使用，未产且无孕。将试验样品和对照样品分别贴敷在去毛后的动物背部，经(1±0.1)h,(24±2)h,(48±2)h,(72±2)h后，观察皮肤红斑、水肿和坏死等反应情况。20％十二烷基硫酸钠(Solarbio)为阳性对照，医用纱布块为阴性对照。
皮肤致敏和刺激试验结果见图5B、5C和5D，结果表明，PASD水凝胶对皮肤无致敏和刺激作用。
(9)水凝胶对溶液中放射性核素的去除
铈元素组：称取0.0582g Cerium(III)Chloride溶解在20ml无血清DMEM培养基中，制成1000ppm浓度的铈离子溶液，放在常温振荡器中10min使其混合均匀。分别在12孔板的孔中均匀加入5ml的1000ppm铈离子溶液，将PASD水凝胶或PAAm水凝胶一面贴在3M医用胶带，另一面浸入每孔溶液，模拟水凝胶敷在皮肤伤口表面模型。每隔24h、48h、72h采样，每个样本分别均匀采集200μL的溶液。
锶元素组：称取0.0608g Strontium chloride溶解在20ml无血清DMEM培养基中，制成1000ppm浓度的锶离子溶液，放在常温振荡器中10min使其混合均匀。
为了检测PASD水凝胶的去污效果，我们首先进行了体外实验，测定了PASD和PAAm水凝胶在短期内对放射性核素的清除效果，结果如图6A和D所示。PASD水凝胶对铈元素和锶元素在9h内均有显著的清除效果，PASD将铈元素在前3h清除至原来质量的1/4，将锶元素在前9h清除至原来质量的1/2。PAAm水凝胶对水溶液中的两种元素无明显清除作用，见图6B和E。
在此基础上，我们进一步测试PASD水凝胶的长期清除效果，预设了1d、2d、3d三个时间点观测其清除效果。结果如图6C和6E所示，PASD水凝胶对铈元素、锶元素在1d、2d、3d都有显著的清除效果，PASD水凝胶对铈元素的清除随着时间的延长逐渐增加但未达到饱和，在第三天的时候清除至原来质量的1/3，对锶元素的清除在1d的时候达到了饱和，锶元素质量变为原来的1/2。
综上可见，PASD水凝胶对铈、锶元素无论在短期或长期都有很好的清除作用。
(10)PASD水凝胶对皮肤伤口放射性核素沾染的去除
为了进一步研究PASD水凝胶对于皮肤伤口放射性核素沾染的去除作用，建立了小鼠皮肤伤口放射性核素沾染模型，观察PASD水凝胶对皮肤伤口放射性核素沾染的去除效果。具体的，动物购入后饲养于苏州大学放射医学与防护学院活性区SPF动物房，提供灭菌饲料和饮水，温度21-24℃，湿度50-60％，光暗周期为12h/12h，每3d更换一次垫料。适应环境3d后开始实验。
1％戊巴比妥钠麻醉小鼠，脱去背部毛发，用烫伤的方法得到面积为1cm*1cm的皮肤伤口。伤口上滴0.03μCi/ml的放射性锶-89100μl。共36只小鼠，分为三组，每组12只：Control组，伤口不做处理；PAAm组，在伤口处敷上PAAm水凝胶，每24h换药；PASD组，伤口处敷PASD水凝胶，每24h换药。每天对小鼠进行观察、拍照。
结果如图7所示，放射性锶会很快经由皮肤伤口吸收，故采用ICP-MS检测了PASD水凝胶对皮肤伤口放射性锶的去污能力。与对照组相比，6h、24h、7d，PASD水凝胶组小鼠皮肤伤口中的放射性锶含量均显著下降，表明PASD阻止了放射性锶经皮肤伤口的吸收。
由此可见，PASD水凝胶对小鼠皮肤伤口的放射性锶沾染有良好的去除能力，能有效防止放射性锶经皮肤伤口的吸收。
(11)PASD水凝胶促进放射性核素沾染伤口的修复
实验方法：分别于6h、24h、7d时间点随机取每组小鼠各4只，处死后切取小鼠背部烫伤皮肤另1/3，立即用4％福尔马林进行固定。
常规方法脱水，石蜡包埋，制作H&E染色切片。然后脱蜡和水化，抗原修复，酸性液修复。将处理好的石蜡切片放入3％H2O2-甲醇溶液中浸泡10min，清洗，封闭。一抗孵育：每张切片加2滴(100μl)Anti-TGF beta1antibody(1:200)，4℃湿盒内孵育过夜。清洗，二抗孵育：每张切片加一滴生物素标记抗兔二抗(需完全覆盖待检组织)，孵育10min。清洗，酶孵育：每张切片加一滴HRP标记链霉亲和素(需完全覆盖待检组织)，孵育10分钟。清洗，显色：向切片上滴加一滴上述DAB显色液，室温显色，自来水充分冲洗。苏木素染色40s,流水冲至无色，在55℃恒温水浴锅返蓝1min，后续脱水、透明、封片、镜检。
分别将6h、24h、7d时间点各个组别小鼠的免疫组化结果，在显微镜(20X)下随机拍摄5张，通过Image J软件对图像进行量化分析。
PASD水凝胶作用后，小鼠皮肤伤口的修复过程见图8所示，可以看出6h三组伤口没有明显差异，24h对照组小鼠伤口开始有溃烂的现象，7d对照组小鼠的伤口持续有溃烂结痂的现象，PAAm组小鼠伤口持续红肿但无溃烂结痂现象，PASD小鼠伤口无破损，红肿现象轻微。
进一步观察小鼠皮肤伤口的病理变化，6h、24h小鼠皮肤伤口组织的病理结果如图9所示。6h、24h小鼠皮肤伤口组织表皮层细胞基本完全坏死，分不出明显的基底细胞层、棘细胞层、颗粒细胞层、透明层、角质层；真皮层的纤维蛋白变化不大，皮下组织有少量的炎性细胞渗出，间质中有炎性液体渗出。第7d的病理结果如图10所示。第7d时，小鼠皮肤伤口组织中，间质中液体被吸收，毛囊细胞大量再生，部分网状纤维胶原化形成胶原纤维；有趣的是，PASD水凝胶组的皮肤伤口已经形成了成熟的肉芽组织，肉芽组织是以新生血管为中心周围散布巨噬细胞、成纤维细胞的组织，PASD组中可看见新生的微血管闭合、退化留下小动脉(蓝箭头所示)有序分布，周围包饶中量巨噬细胞(红箭头所示)，以及成熟的梭型成纤维细胞(黄箭头所示)，炎性细胞数量减少。PAAm水凝胶组的皮肤伤口仍可见大量的炎性细胞分布，毛细血管闭合、退化少，还未形成成熟的肉芽组织。对照组的皮肤伤口中纤维母细胞数量较多，还未分化成纤维细胞，新生血管形成数量较少，还未形成成熟的肉芽组织，修复进程相较于PAAm组更为缓慢一些。
可见PASD水凝胶能促进小鼠皮肤伤口肉芽组织形成，从而促进放射性锶沾染伤口的损伤修复过程。
(12)PASD水凝胶对皮肤伤口TGF-β1表达量的影响
免疫组织化学染色法检测了转化生长因子TGF-β1在小鼠皮肤伤口处的表达情况，结果如图11所示，6h和24h TGF-β1大多数表达在皮肤真皮层，但三组阳性率差异无统计学意义。7d时，PASD水凝胶组的TGF-β1表达量比对照组显著升高，差异具有统计学意义,TGF-β1大量的表达在新生的毛囊细胞和成纤维细胞中。6h、24h是伤口急性损伤期，表皮坏死，因此TGF-β1分泌在真皮层，由于没有进入再生修复期，分泌量较少。1周后组织已经处于再生修复期，毛囊细胞以及成纤维细胞大量再生，TGF-β1大量表达在新生的毛囊细胞中和成纤维细胞中。可见，PASD水凝胶对TGF-β1的分泌有一定的影响，可能在皮肤组织再生修复过程中起到促进组织纤维化形成、加快毛囊再生的作用。
(13)PASD水凝胶对小鼠皮肤伤口氧化应激的影响
皮肤组织MDA检测:使用南京建成MDA测试盒测定组织MDA活性,操作步骤根据说明书进行。根据公式进行计算，得出样本MDA活性，单位为U/100μg protein。
丙二醛(MDA)是机体内产生的氧自由基攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化作用进而产生的。因而测试MDA的量常常可以反映机体内脂质过氧化的程度，间接地反映出细胞氧化损伤程度。PASD水凝胶对皮肤伤口MDA的影响结果如图12所示，6h急性期时，PASD水凝胶对小鼠皮肤伤口氧化应激无明显影响。24h时，PASD水凝胶MDA值比对照组的MDA值低一半，差异具有统计学意义，可见PASD可能通过降低放射性沾染伤口的氧化应激损伤，从而促进伤口愈合。
还需要说明的是，上述试验数据以平均值±标准差表示,采用Stata 12.0统计软件进行单因素方差分析(oneway ANOVA),LSD进行差异显著性检验。P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。应用Graph Pad Prism 5.0数据软件进行柱状图的绘制。
本发明还提供上述PASD水凝胶的应用，采用贴敷或敷盖的方式将所述水凝胶附着于被放射性核素污染的皮肤处。
区别于现有技术，本发明提供的一种放射性核素沾染去污的水凝胶，利用聚丙烯酰胺与海藻酸钠和络合剂二乙基三胺五乙酸之间的氢键作用，构建纯物理交联的水凝胶。其具有良好的机械性能和粘附性能，无细胞毒性。由于海藻酸钠和络合剂二乙基三胺五乙酸的引入，水凝胶具有清除皮肤伤口放射性核素的能力，可作为皮肤伤口放射性核素沾染的去污剂。
本领域技术人员应该明白，本发明所述的水凝胶、制备方法及应用并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种放射性核素沾染去污的水凝胶，其特征在于，所述水凝胶按质量百分比计，包括以下组分：15.07%-48.65%丙烯酰胺、0.14%-0.47%海藻酸钠、0.04%-0.12%二乙基三胺五乙酸钙钠盐、0.03%-0.11%过硫酸铵和50%-85%水，各组分之和为100%，所述水凝胶通过将丙烯酰胺、海藻酸钠和二乙基三胺五乙酸钙钠盐溶于水中，超声处理，通氮气后加入过硫酸铵，将该溶液注入玻璃片模具中，反应，制得；
其中，所述水凝胶通过高分子链段之间以及高分子与小分子间纯物理作用交联成三维网络结构。
2.根据权利要求1所述放射性核素沾染去污的水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将丙烯酰胺、海藻酸钠和二乙基三胺五乙酸钙钠盐溶于去离子水中，超声处理3-8min，使单体完全溶解；
通氮气25-40 min，然后加入过硫酸铵，得到水凝胶预聚合溶液；
将该溶液注入玻璃片模具中，30-75℃反应6-30h，得到水凝胶。
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