CN111514371A - 一种表面负载纳米银的双层水凝胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种表面负载纳米银的双层水凝胶及其制备方法，表面负载纳米银的双层水凝胶的上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，纳米银的尺寸为5nm～110nm。制备方法包括以下步骤：步骤一、将双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，搅拌，得到多巴胺涂层双层水凝胶；步骤二、将多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡5min～1200min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶。本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶，纳米银颗粒在表面均匀分散，上层孔径较小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层紧密结合，具有优异的生物相容性、阻菌、保湿、抗菌、吸收渗液、粘附皮肤防止敷料脱落以及促进伤口愈合等功能。

Description

一种表面负载纳米银的双层水凝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种表面负载纳米银的双层水凝胶及其制备方法。
背景技术
水凝胶是一种不溶于水的具有持水能力的软材料，这种材料质地柔软，能保持一定的形状，且吸收大量的水。水凝胶良好的吸水性使得其在伤口敷料应用方面具有潜力，对于创面愈合来说，伤口渗液是难以避免的问题，伤口渗液是从伤口中渗漏出来的液体，其主要成分是水，其次还有电解质、营养物质、蛋白质、炎性介质、酶、生长因子、代谢废物以及各种细胞等，通常渗液成透明的淡琥珀色、粘稠度均匀，没有气味，对于慢性伤口来说，渗液会延迟伤口愈合、损伤伤口床、降解细胞外基质、引起伤口周围皮肤问题，因而进行有效的渗液处理十分必要。
目前临床上应用的水凝胶敷料仅能用作保湿和隔离防护材料，无法满足作为伤口敷料既要吸收渗液，又要较长时间的保持水分以及防止细菌感染的临床要求。实现吸收渗液功能与实现长时间保持水分及防止细菌感染功能之间是相互矛盾的，因为吸收渗液需要水凝胶的孔径较大，而阻止细菌则需要水凝胶的孔径较小。为了平衡水凝胶材料的吸收渗液功能与阻止细菌，现有研究中已经有研究人员构建了双层结构水凝胶——在第一层水凝胶表面原位制备第二层水凝胶，同时实现吸收渗液和阻止细菌入侵以及水分快速散失，但是细菌本身较小且繁殖能力强，通过进一步改善双层水凝胶结构以期提高双层水凝胶阻止渗液吸收和细菌侵入的能力，是降低伤口感染引起发炎甚至死亡的有效途径之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种表面负载纳米银的双层水凝胶及其制备方法。该表面负载纳米银的双层水凝胶利用具有孔径分别为2μm～10μm和80μm～130μm的上层和下层，表面负载的纳米银尺寸为80nm～110nm，纳米银颗粒在表面均匀分散，上层孔径较小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层紧密结合，该表面负载纳米银的双层水凝胶具有优异的生物相容性，具有阻菌、保湿、抗菌、吸收渗液、粘附皮肤防止敷料脱落以及促进伤口愈合等功能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种表面负载纳米银的双层水凝胶，其特征在于，所述表面负载纳米银的双层水凝胶的上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，纳米银的尺寸为5nm～110nm。
上述的一种表面负载纳米银的双层水凝胶，其特征在于，纳米银的尺寸为5nm～50nm。
此外，本发明还提供一种制备上述表面负载纳米银的双层水凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，搅拌10h～30h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；
步骤二、将步骤一所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡5min～1200min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述多巴胺溶液的pH值为7～10，所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为1％～6％。
上述的方法，其特征在于，步骤二中所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为0.5mmol/L～80mmol/L。
上述的方法，其特征在于，步骤二中浸泡的时间为10min～480min，所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为1mmol/L～10mmol/L。
上述的方法，其特征在于，步骤一所述双层水凝胶的制备方法包括以下步骤：
步骤101、将壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液混合，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤102、将聚乙二醇溶解于步骤101所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中，得到水凝胶制备液；
步骤103、将步骤102所述水凝胶制备液倒入模板中进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；
步骤104、将海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液混合，得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤105、将聚乙二醇溶解于步骤104所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中，得到水凝胶预备液；
步骤106、室温条件下，将步骤105所述水凝胶预备液倒入步骤103所述双层水凝胶的上层上，进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶。
上述的方法，其特征在于，步骤101所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为8％～14％，步骤101所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为16％～28％；步骤104所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为2％～6％，步骤104所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为16％～22％；步骤101中所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液的温度为70℃～100℃；步骤104中所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液的温度为70℃～100℃。
上述的方法，其特征在于，步骤103和步骤106中所述循环低温冷冻的次数均为2次～3次，每次循环低温冷冻均包括低温冷冻和解冻，低温冷冻的温度为-10℃～-40℃，低温冷冻的时间为2h～30h，解冻的温度为20℃～40℃，解冻的时间为2h～10h。
上述的方法，其特征在于，还包括将步骤102所述水凝胶制备液在室温下放置2min～40min和将步骤105所述水凝胶预备液在室温条件下放置2min～40min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶利用水凝胶的双层结构以及表面负载的纳米银颗粒，实现阻菌、保湿、抗菌、吸收渗液、粘附皮肤防止敷料脱落以及促进伤口愈合，本发明的双层水凝胶具有孔径分别为2μm～10μm和80μm～130μm的上层和下层，表面负载的纳米银尺寸为80nm～110nm，上层水凝胶孔径较小结构致密，下层水凝胶孔径较大结构疏松，两层紧密结合，纳米银颗粒在双层水凝胶表面均匀分散，具有优异的生物相容性。
2、本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶，在双层水凝胶及其表面负载的纳米银的作用下，协同配合阻止细菌渗入创面，此外，本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶可以有效控制水分流失，实现长时间保持创面湿润，促进创面愈合。
3、本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶可以直接与皮肤贴合，减少治疗护理工序，促进细胞增殖加速伤口愈合。
4、本发明采用将双层水凝胶置于多巴胺溶液中搅拌来在双层水凝胶表面涂层多巴胺，随后将多巴胺涂层双层水凝胶置于硝酸银溶液中浸泡得到表面负载纳米银的双层水凝胶，有利于使双层水凝胶表面均匀负载纳米银并赋予表面粘性，方法简单易操作，制备过程参数易于控制。
5、作为优选的，本发明采用两次循环低温冷冻制备双层水凝胶，无需引入化学交联剂，安全无毒方便，两层水凝胶之间的分子形成氢键，结合紧密。
下面结合实施例和附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为实施例1中的双层水凝胶上表面的扫描电镜图；
图2为实施例1中的双层水凝胶下表面的扫描电镜图；
图3为实施例1中的双层水凝胶截面的扫描电镜图；
图4为实施例1中表面负载纳米银的双层水凝胶的扫描电镜图；
图5为实施例1中表面负载纳米银的双层水凝胶的阻菌性能图；
图6为实施例1中表面负载纳米银的双层水凝胶的保湿性能图；
图7为实施例1中表面负载纳米银的双层水凝胶抑菌性能对比图；
图8为实施例1中表面负载纳米银的双层水凝胶粘附性能图。
具体实施方式
以下叙述中，以直接接触人体皮肤表面的部分作为双层水凝胶的上层，以远离人体皮肤部作为双层水凝胶的下层。表面负载纳米银的双层水凝胶的上表面指代表面负载纳米银的双层水凝胶上层的上表面，下表面指代表面负载纳米银的双层水凝胶的下层的下表面。以下叙述中，室温的温度范围为20℃～25℃。
实施例1
本实施例的一种表面负载纳米银的双层水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将水溶性壳聚糖溶解于水中，得到壳聚糖水溶液，在70℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述聚乙烯醇的数均分子量为70000；所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为14％；所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为28％；
步骤二、将步骤一所述壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在70℃保温，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤三、将粉末状聚乙二醇于步骤二所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶制备液；所述聚乙二醇的数均分子量为4000；所述水凝胶制备液中，聚乙二醇的质量百分含量为8％；
步骤四、将步骤三所述水凝胶制备液于室温环境下放置2min后倒入模板中，将盛有水凝胶制备液的模板进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；所述循环低温冷冻的次数为3次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行3次，低温冷冻的温度为-18℃，低温冷冻的时间为6h，解冻的温度为25℃，解冻的时间为6h；
步骤五、将海藻酸钠溶解于水中，得到海藻酸钠水溶液，在90℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为6％，所述聚乙烯醇的数均分子量为70000，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为22％；
步骤六、将步骤五所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在90℃保温，制备得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤七、将粉末状聚乙二醇于步骤六所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶预备液；所述聚乙二醇的数均分子量为2000，所述水凝胶预备液中，聚乙二醇的质量百分含量为7.5％；
步骤八、将步骤七所述水凝胶预备液在室温条件下放置30min，将步骤四所述双层水凝胶的上层置于模板中，室温条件下，将室温放置后水凝胶预备液倒入双层水凝胶的上层上，加入水凝胶预备液至高度为所述双层水凝胶的上层的厚度的2倍；然后进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶；所述循环低温冷冻的次数为2次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行2次，所述低温冷冻的温度为-20℃，低温冷冻的时间为16h，解冻的温度为20℃，解冻的时间为2h；
步骤九、将步骤八所述双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，磁力搅拌18h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为1％，所述多巴胺溶液的pH值为8；多巴胺溶液用量以能浸没双层水凝胶为准，本实施例中用量为100mL；
步骤十、将步骤九所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡480min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶；所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为1mmol/L；硝酸银溶液用量以浸没多巴胺涂层双层水凝胶为准，本实施例中用量为100mL；
本实施例得到的表面负载纳米银的双层水凝胶，上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，表面负载纳米银的尺寸为5nm～50nm。本实施例中的双层水凝胶，上层孔径小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层结合紧密，无缝连接。
实施例2
本实施例的一种表面负载纳米银的双层水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将水溶性壳聚糖溶解于水中，得到壳聚糖水溶液，在90℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述聚乙烯醇的数均分子量为120000；所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为10％；所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为26％；
步骤二、将步骤一所述壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在90℃保温，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤三、将粉末状聚乙二醇于步骤二所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶制备液；所述聚乙二醇的数均分子量为2000；所述水凝胶制备液中，聚乙二醇的质量百分含量为6％；
步骤四、将步骤三所述水凝胶制备液于室温环境下放置40min后倒入模板中，将盛有水凝胶制备液的模板进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；所述循环低温冷冻的次数为3次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行3次，低温冷冻的温度为-20℃，低温冷冻的时间为6h，解冻的温度为20℃，解冻的时间为4h；
步骤五、将海藻酸钠溶解于水中，得到海藻酸钠水溶液，在70℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为6％，所述聚乙烯醇的数均分子量为120000，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为20％；
步骤六、将步骤五所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在70℃保温，制备得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤七、将粉末状聚乙二醇于步骤六所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶预备液；所述聚乙二醇的数均分子量为1500，所述水凝胶预备液中，聚乙二醇的质量百分含量为7.5％；
步骤八、将步骤七所述水凝胶预备液在室温条件下放置40min，将步骤四所述双层水凝胶的上层置于模板中，室温条件下，将室温放置后水凝胶预备液倒入双层水凝胶的上层上，加入水凝胶预备液至高度为所述双层水凝胶的上层的厚度的2倍；然后进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶；所述循环低温冷冻的次数为3次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行3次，所述低温冷冻的温度为-20℃，低温冷冻的时间为30h，解冻的温度为40℃，解冻的时间为4h；
步骤九、将步骤八所述双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，磁力搅拌10h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为4％，所述多巴胺溶液的pH值为10；多巴胺溶液用量以能浸没双层水凝胶为准，本实施例中用量为120mL；
步骤十、将步骤九所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡360min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶；所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为5mmol/L；硝酸银溶液用量以浸没多巴胺涂层双层水凝胶为准，本实施例中用量为120mL；
本实施例得到的表面负载纳米银的双层水凝胶，上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，表面负载纳米银的尺寸为5nm～50nm。本实施例中的双层水凝胶，上层孔径小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层结合紧密，无缝连接。
实施例3
本实施例的一种表面负载纳米银的双层水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将水溶性壳聚糖溶解于水中，得到壳聚糖水溶液，在90℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述聚乙烯醇的数均分子量为950000；所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为10％；所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为16％；
步骤二、将步骤一所述壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在90℃保温，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤三、将粉末状聚乙二醇于步骤二所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶制备液；所述聚乙二醇的数均分子量为600；所述水凝胶制备液中，聚乙二醇的质量百分含量为7.5％；
步骤四、将步骤三所述水凝胶制备液于室温环境下放置30min后倒入模板中，将盛有水凝胶制备液的模板进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；所述循环低温冷冻的次数为2次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行2次，低温冷冻的温度为-10℃，低温冷冻的时间为16h，解冻的温度为40℃，解冻的时间为10h；
步骤五、将海藻酸钠溶解于水中，得到海藻酸钠水溶液，在100℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为4％，所述聚乙烯醇的数均分子量为950000，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为16％；
步骤六、将步骤五所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在100℃保温，制备得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤七、将粉末状聚乙二醇于步骤六所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶预备液；所述聚乙二醇的数均分子量为1500，所述水凝胶预备液中，聚乙二醇的质量百分含量为8.5％；
步骤八、将步骤七所述水凝胶预备液在室温条件下放置30min，将步骤四所述双层水凝胶的上层置于模板中，室温条件下，将室温放置后水凝胶预备液倒入双层水凝胶的上层上，加入水凝胶预备液至高度为所述双层水凝胶的上层的厚度的2倍；所述循环低温冷冻的次数为3次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行3次，所述低温冷冻的温度为-20℃，低温冷冻的时间为2h，解冻的温度为25℃，解冻的时间为3h；
步骤九、将步骤八所述双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，磁力搅拌15h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为6％，所述多巴胺溶液的pH值为8.5；多巴胺溶液用量以能浸没双层水凝胶为准，本实施例中用量为100mL；
步骤十、将步骤九所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡10min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶；所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为10mmol/L；硝酸银溶液用量以浸没多巴胺涂层双层水凝胶为准，本实施例中用量为100mL；
本实施例得到的表面负载纳米银的双层水凝胶，上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，表面负载纳米银的尺寸为5nm～50nm。本实施例中的双层水凝胶，上层孔径小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层结合紧密，无缝连接。
实施例4
本实施例的一种表面负载纳米银的双层水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将水溶性壳聚糖溶解于水中，得到壳聚糖水溶液，在80℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述聚乙烯醇的数均分子量为98000；所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为10％；所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为20％；
步骤二、将步骤一所述壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在80℃保温，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤三、将粉末状聚乙二醇于步骤二所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶制备液；所述聚乙二醇的数均分子量为1500；所述水凝胶制备液中，聚乙二醇的质量百分含量为8.5％；
步骤四、将步骤三所述水凝胶制备液于室温环境下放置30min后倒入模板中，将盛有水凝胶制备液的模板进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；所述循环低温冷冻的次数为2次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行2次，低温冷冻的温度为-20℃，低温冷冻的时间为6h，解冻的温度为25℃，解冻的时间为4h；
步骤五、将海藻酸钠溶解于水中，得到海藻酸钠水溶液，在80℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为3.2％，所述聚乙烯醇的数均分子量为98000，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为20％；
步骤六、将步骤五所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在80℃保温，制备得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤七、将粉末状聚乙二醇于步骤六所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶预备液；所述聚乙二醇的数均分子量为1500，所述水凝胶预备液中，聚乙二醇的质量百分含量为7.5％；
步骤八、将步骤七所述水凝胶预备液在室温条件下放置20min，将步骤四所述双层水凝胶的上层置于模板中，室温条件下，将室温放置后水凝胶预备液倒入双层水凝胶的上层上，加入水凝胶预备液至高度为所述双层水凝胶的上层的厚度的2倍；然后进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶；所述循环低温冷冻的次数为2次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行2次，所述低温冷冻的温度为-20℃，低温冷冻的时间为8h，解冻的温度为25℃，解冻的时间为2h；
步骤九、将步骤八所述双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，磁力搅拌18h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为1％，所述多巴胺溶液的pH值为9；多巴胺溶液用量以能浸没双层水凝胶为准，本实施例中用量为120mL；
步骤十、将步骤九所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡600min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶；所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为20mmol/L；硝酸银溶液用量以浸没多巴胺涂层双层水凝胶为准，本实施例中用量为120mL；
本实施例得到的表面负载纳米银的双层水凝胶，上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，表面负载纳米银的尺寸为80nm～110nm。本实施例中的双层水凝胶，上层孔径小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层结合紧密，无缝连接。
实施例5
本实施例的一种表面负载纳米银的双层水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将水溶性壳聚糖溶解于水中，得到壳聚糖水溶液，在75℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述聚乙烯醇的数均分子量为90000；所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为10％；所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为16％；
步骤二、将步骤一所述壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在75℃保温，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤三、将粉末状聚乙二醇于步骤二所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶制备液；所述聚乙二醇的数均分子量为4000；所述水凝胶制备液中，聚乙二醇的质量百分含量为7.5％；
步骤四、将步骤三所述水凝胶制备液于室温环境下放置30min后倒入模板中，将盛有水凝胶制备液的模板进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；所述循环低温冷冻的次数为3次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行3次，低温冷冻的温度为-20℃，低温冷冻的时间为30h，解冻的温度为30℃，解冻的时间为2h；
步骤五、将海藻酸钠溶解于水中，得到海藻酸钠水溶液，在80℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为2％，所述聚乙烯醇的数均分子量为90000，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为22％；
步骤六、将步骤五所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在80℃保温，制备得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤七、将粉末状聚乙二醇于步骤六所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶预备液；所述聚乙二醇的数均分子量为3000，所述水凝胶预备液中，聚乙二醇的质量百分含量为9％；
步骤八、将步骤七所述水凝胶预备液在室温条件下放置35min，将步骤四所述双层水凝胶的上层置于模板中，室温条件下，将室温放置后水凝胶预备液倒入双层水凝胶的上层上，加入水凝胶预备液至高度为所述双层水凝胶的上层的厚度的2倍；然后进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶；所述循环低温冷冻的次数为2次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行2次，所述低温冷冻的温度为-40℃，低温冷冻的时间为18h，解冻的温度为25℃，解冻的时间为5h；
步骤九、将步骤八所述双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，磁力搅拌24h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为5％，所述多巴胺溶液的pH值为7；多巴胺溶液用量以能浸没双层水凝胶为准，本实施例中用量为100mL；
步骤十、将步骤九所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡1200min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶；所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为0.5mmol/L；硝酸银溶液用量以浸没多巴胺涂层双层水凝胶为准，本实施例中用量为100mL；
本实施例得到的表面负载纳米银的双层水凝胶，上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，表面负载纳米银的尺寸为80nm～110nm。本实施例中的双层水凝胶，上层孔径小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层结合紧密，无缝连接。
实施例6
本实施例的一种表面负载纳米银的双层水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将水溶性壳聚糖溶解于水中，得到壳聚糖水溶液，在100℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述聚乙烯醇的数均分子量为150000；所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为8％；所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为22％；
步骤二、将步骤一所述壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在100℃保温，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤三、将粉末状聚乙二醇于步骤二所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶制备液；所述聚乙二醇的数均分子量为1500；所述水凝胶制备液中，聚乙二醇的质量百分含量为10％；
步骤四、将步骤三所述水凝胶制备液于室温环境下放置30min后倒入模板中，将盛有水凝胶制备液的模板进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；所述循环低温冷冻的次数为2次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行2次，低温冷冻的温度为-40℃，低温冷冻的时间为2h，解冻的温度为25℃，解冻的时间为3h；
步骤五、将海藻酸钠溶解于水中，得到海藻酸钠水溶液，在80℃条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到聚乙烯醇水溶液；所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为2％，所述聚乙烯醇的数均分子量为150000，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为20％；
步骤六、将步骤五所述海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液按照体积比为1:1混合，将混合后溶液在80℃保温，制备得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤七、将粉末状聚乙二醇于步骤六所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中完全溶解至澄清，得到水凝胶预备液；所述聚乙二醇的数均分子量为3000，所述水凝胶预备液中，聚乙二醇的质量百分含量为12％；
步骤八、将步骤七所述水凝胶预备液在室温条件下放置2min，将步骤四所述双层水凝胶的上层置于模板中，室温条件下，将室温放置后水凝胶预备液倒入双层水凝胶的上层上，加入水凝胶预备液至高度为所述双层水凝胶的上层的厚度的2倍；然后进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶；所述循环低温冷冻的次数为2次，具体为：将盛有水凝胶制备液的模板置于冰箱中进行低温冷冻，取出，进行解冻，将上述低温冷冻-解冻的步骤进行2次，所述低温冷冻的温度为-10℃，低温冷冻的时间为8h，解冻的温度为30℃，解冻的时间为10h；
步骤九、将步骤八所述双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，磁力搅拌30h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为2％，所述多巴胺溶液的pH值为9.5；多巴胺溶液用量以能浸没双层水凝胶为准，本实施例中用量为150mL；
步骤十、将步骤九所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡5min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶；所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为80mmol/L；硝酸银溶液用量以浸没多巴胺涂层双层水凝胶为准，本实施例中用量为150mL；
本实施例得到的表面负载纳米银的双层水凝胶，上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，表面负载纳米银的尺寸为80nm～110nm。本实施例中的双层水凝胶，上层孔径小结构致密，下层孔径较大结构疏松，两层结合紧密，无缝连接。
性能测试：
以实施例1中制备的双层水凝胶、多巴胺涂层双层水凝胶和表面负载纳米银的双层水凝胶为例，由图1～4可以看出，本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶表面负载的纳米银分散均匀，双层水凝胶上表面孔径较小结构致密，下表面孔径较大结构疏松，两层水凝胶连接紧密。
阻菌性能(图5)评价方法包括：将待测凝胶样置于平板琼脂培养基上，将细菌悬浮液从待测凝胶样上方垂直滴下，细菌悬浮液渗入待测凝胶样转入培养箱中培养24h，剥离琼脂，超声分离细菌，计数。保湿性能(图6)评价方法为透湿杯法，测试温度为50℃，测试时间为24h。根据图5和图6可以看出，相较于双层水凝胶的下层(试样0)、双层水凝胶(试样1)和多巴胺涂层双层水凝胶(试样2)，表面负载纳米银的双层水凝胶(试样3)细菌增长量最少，水蒸气透过率相对较低，表明本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶具有更好的保水能力和阻菌能力。其中，双层水凝胶的下层(试样0)的制备方法为按照实施例1中步骤五～七制备得到水凝胶预备液，然后将水凝胶预备液在室温条件下放置30min后倒入模板中，将盛有水凝胶预备液的模板进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的下层。
抑菌性能评价方法为抑菌圈法，将待测凝胶样分别置于均匀涂满细菌悬浮液(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)的琼脂培养基上，24h观察细菌生长情况并拍照(图7)，由图7可以看出，相对于双层水凝胶(试样1)和多巴胺涂层双层水凝胶(试样2)，本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶(试样3)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具抑制生长能力。
根据图8可以看出，本发明的表面负载纳米银的双层水凝胶可以粘附在动物组织心、肝、肺、皮肤以及塑料表面，具有良好的粘附性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种表面负载纳米银的双层水凝胶，其特征在于，所述表面负载纳米银的双层水凝胶的上表面孔径为2μm～10μm，下表面孔径为80μm～130μm，纳米银的尺寸为5nm～110nm。
2.根据权利要求1所述的一种表面负载纳米银的双层水凝胶，其特征在于，纳米银的尺寸为5nm～50nm。
3.一种制备如权利要求1或2所述表面负载纳米银的双层水凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将双层水凝胶浸泡于多巴胺溶液中，搅拌10h～30h，得到多巴胺涂层双层水凝胶；
步骤二、将步骤一所述多巴胺涂层双层水凝胶于硝酸银溶液中浸泡5min～1200min，得到表面负载纳米银的双层水凝胶。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述多巴胺溶液的pH值为7～10，所述多巴胺溶液中，多巴胺的质量百分含量为1％～6％。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为0.5mmol/L～80mmol/L。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤二中浸泡的时间为10min～480min，所述硝酸银溶液中，硝酸银的物质的量浓度为1mmol/L～10mmol/L。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一所述双层水凝胶的制备方法包括以下步骤：
步骤101、将壳聚糖水溶液和聚乙烯醇水溶液混合，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合液；
步骤102、将聚乙二醇溶解于步骤101所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液中，得到水凝胶制备液；
步骤103、将步骤102所述水凝胶制备液倒入模板中进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶的上层；
步骤104、将海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液混合，得到海藻酸钠-聚乙烯醇混合液；
步骤105、将聚乙二醇溶解于步骤104所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液中，得到水凝胶预备液；
步骤106、室温条件下，将步骤105所述水凝胶预备液倒入步骤103所述双层水凝胶的上层上，进行循环低温冷冻，得到双层水凝胶。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤101所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的质量百分含量为8％～14％，步骤101所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为16％～28％；步骤104所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分含量为2％～6％，步骤104所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分含量为16％～22％；步骤101中所述壳聚糖-聚乙烯醇混合液的温度为70℃～100℃；步骤104中所述海藻酸钠-聚乙烯醇混合液的温度为70℃～100℃。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤103和步骤106中所述循环低温冷冻的次数均为2次～3次，每次循环低温冷冻均包括低温冷冻和解冻，低温冷冻的温度为-10℃～-40℃，低温冷冻的时间为2h～30h，解冻的温度为20℃～40℃，解冻的时间为2h～10h。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括将步骤102所述水凝胶制备液在室温下放置2min～40min和将步骤105所述水凝胶预备液在室温条件下放置2min～40min。
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