CN112007208A - 一种力致响应药物控释多功能伤口敷料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种力致响应药物控释多功能伤口敷料，该多功能伤口敷料包括水凝胶和负载在所述水凝胶上的药物。本发明还公开了多功能伤口敷料的制备方法及其应用。采用本发明的多功能伤口水凝胶敷料，当通过拉伸力、压力等机械力作用而使水凝胶产生形变，可以调控水凝胶中活性药物释放，并且促进药物渗透进入皮肤组织，能够应用于各类受力伤口的抗感染、镇痛、促愈合等。

Description

一种力致响应药物控释多功能伤口敷料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种力致响应药物控释多功能伤口敷料及其制备方法与应用。
背景技术
关节处伤口、糖尿病足溃疡等是目前临床上几类较难愈合的伤口。例如，指关节、肘关节、膝关节、肩关节、腕关节、踝关节等部位由于频繁的弯曲活动，皮肤受到拉伸作用；足底部位由于行走运动等而受到压力作用。一旦上述部位受伤，在机械力的作用下皮肤产生形变，使伤口频繁地受到拉扯、挤压等，干扰愈合过程，增加受细菌感染的几率，延迟甚至使伤口难以愈合。同时机械力对伤口的作用也易增加病人的疼痛感。传统敷料可分为几大类，第一类是无纺布类，生物相容性差，在伤口愈合过程中容易和肉芽组织粘连，造成伤口疼痛甚至感染；第二类是薄膜类，如聚氨酯衬底和医用粘胶构成的伤口敷料，无吸收功能，不适用于有渗液的创口；第三类是水胶体类，一般由果胶、明胶、羧甲基纤维素等混合而成，是完全封闭式敷料，不适用于感染类伤口；第四类是泡沫敷料，一般由聚氨酯和聚乙烯醇组成，对于渗液较多的伤口，可能会使伤口周围皮肤被渗液浸渍，不适用于干燥伤口。上述传统敷料机械性能较弱，组织黏附性能不佳，无法应用于存在形变的特殊伤口环境。设计具有良好机械性能和组织黏附性能的合适的伤口敷料，可适应伤口处的形变，并且根据伤口的形变特征有效调控药物的释放，抑制伤口感染，降低伤口疼痛感，促进伤口愈合，具有极大的临床应用前景。
水凝胶是一种内部富含水份的三维亲水高分子网络材料，含水量可高达50％-90％。当受到外界刺激时(例如温度、pH、外力等)，一些水凝胶能够产生相应的宏观上的变化，例如体积的溶胀/消溶胀或者产生运动等，以及微观结构上的变化，如分子网络的变形、化学键的破坏等。同时由于水凝胶有着优异的生物相容性，力学性能可随着化学结构和宏观结构的调整而适当变化，与人体组织在化学结构上的具有一定的相似性，近年来被广泛应用到伤口敷料等生物医学领域。例如，中国专利CN108192154A利用海藻酸盐、壳聚糖、丙烯酸等原料，复配抗菌剂，制备了一种具有保湿、抗菌功效的皮肤外用水凝胶；中国专利CN102600493B发明了一种由羧甲基化普鲁兰多糖和肼或二元胺交联反应而成的普鲁兰多糖水凝胶伤口敷料。然而，传统水凝胶敷料通常机械性能较弱，延展性不好，仅限于静态伤口，并且难以调控内部药物的释放。为适应身体活动频繁部位的浅表伤口，中国专利CN107041963A公开了一种含高弹性基体层和促愈合皮肤接触层的水凝胶-弹性体复合型创口贴，其具有与皮肤组织相近的弹性和韧性，并且具备防水功能，保持细胞水分，免受细菌侵害，然而其无法通过外界刺激调控活性药物的释放。本发明克服传统敷料之不足，针对存在动态形变环境的难愈合伤口，设计了一种可适应伤口形变、并且通过力致响应来调控药物释放的水凝胶敷料，能够促进药物渗透进入皮肤组织，以达到抗感染、镇痛、促进愈合等治疗目的。
发明内容
本发明的目的在于克服传统敷料机械性能较弱，难以在动态难愈合伤口上使用以及无法调控药物释放的局限性，利用交联胶束负载药物，设计了一种力致响应药物控释水凝胶敷料。采用胶束载药的力致响应水凝胶，通过拉伸力、压力等机械力作用产生形变，调控水凝胶中活性药物释放，促进药物渗透进入皮肤组织，能够应用于各类受力伤口的治疗。
端基官能化嵌段共聚物在水中自组装形成胶束，利用疏水缔合作用在胶束的疏水核中负载活性药物，将胶束作为大分子交联剂与单体聚合，制备药物负载水凝胶,如图1所示。凝胶网络中的胶束在外力作用下会发生形变，使药物与胶束核的疏水缔合作用减弱，加快其中药物释放，并促进药物渗透进入皮肤组织，因此具有力致响应控释药物的特性，如图2所示。所制备水凝胶根据不同单体所具有的功能性，能够具有多种优异性质，如具有一定组织黏附力，能够很好的贴合皮肤，如具有抗污损的功能，可降低敷料被蛋白质与细菌的污染等。通过负载不同功效的药物，可使该力致响应药物控释水凝胶具有抗感染、镇痛、促进愈合等功能。
该水凝胶体系各组分的摩尔浓度为：
胶束，0.001mol/L～0.1mol/L；
药物，0.00025mol/L～0.05mol/L；
单体，1mol/L～10mol/L；
辅助交联剂，0.001mol/L～0.05mol/L；
引发剂，0.001mol/L～0.05mol/L；
本发明同时提供了该水凝胶敷料的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：利用双乳化法将一定量端基官能化嵌段共聚物和药物溶于有机溶剂后，挥发并真空干燥除去溶剂。加入去离子水，振荡直至溶液澄清透明，形成稳定的药物负载胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入单体，搅拌至充分溶解。
步骤3：向步骤2的溶液中加入辅助交联剂搅拌溶解，加入一定量引发剂搅拌溶解形成水凝胶预聚液，引发自由基聚合，形成水凝胶，得到所述多功能伤口敷料
本发明的一方面提供了一种多功能伤口敷料，该多功能伤口敷料包括水凝胶和负载在所述水凝胶上的药物。
在优选的实施方式中，所述水凝胶为单体和交联剂聚合得到；所述交联剂包括内核负载药物的胶束。
在优选的实施方式中，所述胶束包括亲水壳和疏水核；所述药物通过疏水缔合作用负载在所述疏水核中；所述胶束由端基官能化嵌段共聚物中的至少一种组成；所述药物包括疏水活性药物中的至少一种，如利福平、红霉素、夫西地酸、新生霉素、吲哚美辛等；所述单体为带有双键的单体中的至少一种；所述辅助交联剂为端基带双键的交联剂中的至少一种；所述引发剂为自由基聚合引发剂中的至少一种；所述自由基聚合引发方式为热、光、高能辐照、电解和等离子体引发中的至少一种。
本发明的另一方面提供了一种制备水凝胶伤口敷料的方法，该方法至少包括以下步骤：
(1)获得负载药物的胶束溶液；
(2)向所述药物负载胶束溶液中加入单体，进行自由基聚合反应，得到所述水凝胶伤口敷料。
在优选的实施方式中，步骤(1)中所述负载药物的胶束溶液的获得方法包括：采用双乳化法获得负载药物的胶束溶液；步骤(2)中所述聚合反应包括：将含有单体、引发剂、负载药物的胶束溶液、辅助交联剂的凝胶预聚液自由基聚合，形成水凝胶，得到所述多功能伤口敷料。
在优选的实施方式中，所述水凝胶预聚液包括：
胶束，0.001mol/L～0.1mol/L；
药物，0.00025mol/L～0.05mol/L；
单体，1mol/L～10mol/L；
辅助交联剂，0.001mol/L～0.05mol/L；
引发剂，0.001mol/L～0.05mol/L；
优选地，所述水凝胶预聚液包括：
胶束，0.006mol/L；
药物，0.0015mol/L；
单体，4mol/L；
辅助交联剂，0.003mol/L；
引发剂，0.005mol/L；
优选地，所述胶束选自端基官能化嵌段共聚物中的至少一种。
优选地，所述单体选自带有双键的单体中的至少一种。
优选地，所述药物选自疏水药物中的至少一种，如利福平、红霉素、夫西地酸、新生霉素、吲哚美辛等。
优选地，所述引发剂选自自由基聚合引发剂中的至少一种；
优选地，所述辅助交联剂端基带双键的交联剂中的至少一种。
在优选的实施方式中，上述方法包括：
步骤1：利用双乳化法将一定量端基官能化嵌段共聚物和药物溶于有机溶剂后，除去溶剂。加入去离子水，振荡直至溶液澄清透明，形成稳定的药物负载胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入单体，搅拌至充分溶解。
步骤3：向步骤2的溶液中加入辅助交联剂，搅拌溶解，加入一定量引发剂，搅拌溶解形成凝胶预聚液。引发自由基聚合，形成水凝胶，得到所述多功能伤口敷料。
本发明的又一方面提供了上述伤口敷料、根据上述方法制备得到的伤口敷料作为力致响应药物控释水凝胶敷料的应用。
本发明的又一方面提供了上述伤口敷料或根据上述方法制备的伤口敷料在制备治疗外科创面的药物或制品中的应用。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的水凝胶伤口敷料，具有良好机械性能和组织黏附性能。
2)本申请所提供的水凝胶伤口敷料，具有抗感染、镇痛、促进愈合等作用。
3)本申请所提供的水凝胶伤口敷料，具有良好的杀菌和抗蛋白吸附的功能。
4)本申请所提供的水凝胶伤口敷料，可适应伤口处的形变，并且根据伤口的形变特征有效调控药物的释放。
5)本申请所提供的伤口敷料是一种力致响应药物控释水凝胶敷料。在拉伸力、压力等机械力作用下，敷料中的水凝胶的产生形变，可以调控水凝胶中活性药物释放，促进药物渗透进入皮肤组织，能够应用于各类受力伤。
6)本申请提供的制备方法构思巧妙，制备方法步骤简单。
附图说明
图1为水凝胶体系示意图。
图2为水凝胶力致药物释放示意图。
图3示出了水凝胶压缩循环曲线。
图4示出不同压缩应变下水凝胶中药物(利福平)释放率(a)，及其抗菌性能(b)。
图5示出不同拉伸应变下水凝胶中药物(利福平)释放率(a)，及其抗菌性能(b)。
图6示出药物渗透实验示意图(a)，及压缩应变下水凝胶中药物在猪皮组织中的渗透程度(b)。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。为了便于理解本发明，图1示出了发明的水凝胶体系示意图，图2示出了水凝胶力致药物释放示意图。
实施例1
步骤1：向5mL二氯甲烷(DCM)加入0.006mol/L丙烯酰化PluronicF127(F127DA)，0.0015mol/L利福平，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵(SBMA),搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，室温放置过夜，获得水凝胶。
经力学性能测试，所制备水凝胶的断裂伸长率可达1,420％，断裂应力为112kPa。水凝胶在压缩应变为90％时的应力为1.41MPa，且水凝胶不破裂，循环压缩测试，如图3所示，水凝胶在循环压缩过程中能够迅速回复初始状态，未观察到明显的应力下降，滞回曲线重复性好，说明水凝胶具有优异的回复性能及抗压缩疲劳性能。
F127DA可以通过丙烯酰化Pluronic F127(PPO99-PEO65-PPO99)端基获得。如无特殊说明，本发明使用的F127DA均为合成获得，利用丙烯酰氯在三乙胺催化下丙烯酰化Pluronic F127端基上的羟基，从而制得F127DA(Sun,Y.,et al.(2014).ACS Macro Lett.,3(5),pp 496–500)。
采用万能试验机(Instron 5567)进行力学性能测试。
实施例2
压缩释放实验：取实例1制备的水凝胶制成直径为15mm，厚度为2mm的圆片形样品。置入含6mL去离子水的容器(6.3×3.7×1.2cm3)，使水凝胶完全浸没。以40％、50％、60％的压缩应变，6s/cycle恒定速度循环压缩水凝胶。对照组将水凝胶置于相同体积的去离子水中不进行压缩。以每40次压缩循环(或240s)为间隔，取4mL溶液待测药物浓度，同时向容器中补充相同体积的去离子水。利用紫外可见分光光度计测定溶液中的药物浓度，并计算药物累积释放率。用抑菌圈法测定药物释放溶液的抗菌性能。
水凝胶中药物在不同压缩应变下的释放率如图4a所示。可见药物释放率随着压缩应变以及压缩循环次数的增加而不断增大。因此，可通过控制水凝胶敷料的压缩应变或压缩循环次数，调控其负载药物的释放速率，进而调控水凝胶的抗菌性能(图4b)。这一压缩水凝胶调控药物释放的方式在治疗糖尿病足患者的足底伤口中具有潜在的应用价值。
实施例3
拉伸释放实验：取实施例1所制备的水凝胶制成有效释放体积为长20mm，宽25mm，厚度2mm的长方体形样品，浸没在装有10mL去离子水的容器中(10×3.7×1cm3)。以60％、80％的拉伸应变，6s/cycle恒定速度循环拉伸水凝胶。对照组将水凝胶置于相同体积的去离子水中不进行拉伸。以每50次压缩循环(或300s)为间隔，取4mL溶液待测药物浓度，同时向容器中补充相同体积的去离子水。利用紫外可见分光光度计测定溶液中的药物浓度，并计算药物累积释放率。用抑菌圈法测定药物释放溶液的抗菌性能。
水凝胶中药物在不同拉伸应变下的释放率如图5a所示。可见药物释放率随着拉伸应变以及拉伸循环次数的增加而不断增大。因此，可通过控制水凝胶敷料的拉伸应变或拉伸循环次数，调控其负载的药物的释放率，进而调控水凝胶的抗菌性能(图5b)。这一水凝胶控释药物的机制在治疗关节表皮伤口中具有潜在的应用价值。
实施例4
步骤1：向5mL DCM中加入0.006mol/L F127DA，0.0015mol/L利福平，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入3.5mol/L SBMA，搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解。最后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，形成水凝胶。
经力学性能测试，所制备水凝胶的断裂伸长率可达1,586％，断裂应力为58.84kPa。水凝胶在压缩应变为90％时的应力为1.02MPa，且水凝胶不破裂，水凝胶在循环压缩过程中能够回复初始状态，并且没有明显的应力下降，滞回曲线重复性好，水凝胶具有优异的回复性能及抗压缩疲劳性能。
实施例5
步骤1：向5mL DCM中加入0.006mol/L F127DA，0.0015mol/L利福平，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L SBMA,搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.006mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解。最后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，形成水凝胶。
经力学性能测试，所制备水凝胶的断裂伸长率可达1015％，断裂应力为176kPa。水凝胶在压缩应变为90％时的应力为1.59MPa，且水凝胶不破裂，水凝胶在循环压缩过程中能够迅速回复初始状态，并且没有明显的应力下降，滞回曲线重复性好，水凝胶具有优异的回复性能及抗压缩疲劳性能。
实施例6
步骤1：向5mL DCM中加入0.006mol/L F127DA，0.0015mol/L吲哚美辛，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L SBMA,搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解。最后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，形成水凝胶。
步骤4：根据实施例2的压缩释放，吲哚美辛释放率随着压缩应变以及压缩循环次数的增加而不断增大。通过控制压缩应变或压缩循环次数，调控吲哚美辛的释放率，起到消炎镇痛的作用。
实施例7
步骤1：向5mL DCM中加入0.006mol/L F127DA，0.0015mol/L吲哚美辛，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L SBMA,搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解。最后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，形成水凝胶。
步骤4：根据实施例3的拉伸释放，吲哚美辛释放率随着拉伸应变或拉伸循环次数的增加而不断增大。通过控制拉伸应变或拉伸循环次数，调控吲哚美辛的释放率，起到消炎镇痛的作用。
实施例8
步骤1：向5mL DCM中加入0.006mol/L丙烯酰化Pluronic F88，0.0015mol/L利福平，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L SBMA,搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解。最后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，形成水凝胶。
实施例9：
步骤1：向5mL DCM加入0.006mol/L F127DA，0.0015mol/L利福平，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L甲基丙烯酸羟乙酯,搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解。最后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，形成水凝胶。
实施例10：
步骤1：向5mL DCM加入0.006mol/L F127DA，0.0015mol/L利福平，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L SBMA,搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L三丙烯基氰脲酸酯，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L过硫酸铵，充分溶解。最后加入2滴四甲基乙二胺，混合均匀后引发自由基聚合，形成水凝胶。
实施例11：
步骤1：向5mL DCM加入0.006mol/L F127DA，0.0015mol/L利福平，充分溶解，待DCM挥发后放入真空干燥箱内干燥。然后加入2.5mL去离子水，在恒温振荡箱内振荡至溶液澄清透明，得到稳定的胶束溶液。
步骤2：向步骤1的溶液中加入4mol/L SBMA,搅拌至充分溶解。
步骤3：加入0.003mol/L N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌溶解，然后加入0.005mol/L的光引发剂4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮，充分溶解，混合均匀后利用紫外光引发自由基聚合，形成水凝胶。
实施例12
为验证本发明水凝胶体系可通过施加机械力作用，促进药物渗入皮肤伤口组织，进行如下实验。
步骤1：使用芘作为荧光探针分子加入F127DA胶束中，按实例1所述步骤制备25×20×3mm3的水凝胶。
步骤2：取25×20×13mm3猪皮组织，去除表皮部分，将水凝胶贴合在皮肤组织表面，将二者固定在万能试验机上(图6a)，施加40％的压缩应变，以6s/cycle的速度进行循环压缩200次(1200s)。对照组将水凝胶贴合于猪皮组织表面静置相同时间不进行压缩。
步骤3：制备猪皮组织横切面样品，用激光共聚焦显微镜(LEICA)观察荧光分子在猪皮组织中的渗透深度，使用图像分析软件ImageJ(Version 1.50d)计算组织中荧光强度，结果如图6(b)所示。
实验结果表明，循环压缩水凝胶可促进其中药物渗透进入皮肤伤口组织。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种多功能伤口敷料，其特征在于，所述多功能伤口敷料包括水凝胶和负载在所述水凝胶上的药物。
2.根据权利要求1所述的多功能伤口敷料，其特征在于，所述水凝胶为单体和交联剂聚合得到；
所述交联剂包括内核负载药物的胶束。
3.根据权利要求2所述的多功能伤口敷料，其特征在于，所述胶束包括亲水壳和疏水核；
所述药物通过疏水缔合作用负载在所述疏水核中；
所述胶束由端基官能化嵌段共聚物中的至少一种组成；
所述单体选自带有双键的单体中的至少一种。
4.一种制备多功能伤口敷料的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：
(1)获得负载药物的胶束溶液；
(2)向所述药物负载胶束溶液中加入单体，进行聚合反应，得到所述多功能伤口敷料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述负载药物的胶束溶液的获得方法包括：采用双乳化法获得负载药物的胶束溶液；
步骤(2)中所述聚合反应包括：将含有单体、引发剂、负载药物的胶束溶液、辅助交联剂的凝胶预聚液通过引发自由基聚合，形成水凝胶，得到所述多功能伤口敷料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述凝胶预聚液包括：
胶束，0.001mol/L～0.1mol/L；
药物，0.00025mol/L～0.05mol/L；
单体，1mol/L～10mol/L；
辅助交联剂，0.001mol/L～0.05mol/L；
引发剂，0.001mol/L～0.05mol/L；
优选地，所述凝胶预聚液包括：
胶束，0.006mol/L；
药物，0.0015mol/L；
单体，4mol/L；
辅助交联剂，0.003mol/L；
引发剂，0.005mol/L；
优选地，所述胶束选自端基官能化嵌段共聚物中的至少一种；
优选地，所述单体选自带有双键的单体中的至少一种；
优选地，所述药物选自疏水药物中的至少一种；
优选地，所述引发剂选自自由基聚合引发剂中的至少一种；
优选地，所述辅助交联剂选自带有双键的交联剂中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：利用双乳化法将端基官能化嵌段共聚物和药物溶于有机溶剂中，除去溶剂；加入去离子水振荡得到药物负载胶束溶液；
步骤2：向步骤1的溶液中加入单体搅拌；
步骤3：向步骤2的溶液中加入含有辅助交联剂的溶液，搅拌，然后加入含有引发剂，混合均匀形成凝胶预聚液；引发自由基聚合，形成水凝胶，得到所述多功能伤口敷料。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述引发自由基聚合的方式为热、光、高能辐照、电解和等离子体引发中的至少一种。
9.权利要求1至3任一项所述的多功能伤口敷料、根据权利要求4至8中任一项所述方法制备得到的多功能伤口敷料作为力致响应药物控释水凝胶敷料的应用。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的多功能伤口敷料或根据权利要求4至8中任一项所述方法制备的多功能伤口敷料在制备治疗外科创面的药物或制品中的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113730642A (zh) * 2021-08-20 2021-12-03 东华大学 一种梯度弹性变形的差别化释药复合敷料及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102010488A (zh) * 2010-10-28 2011-04-13 浙江大学 一种温敏性可降解微水凝胶及其制备和应用
CN103497713A (zh) * 2004-08-05 2014-01-08 考里安国际公司 粘合剂组合物
WO2014185863A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Agency For Science, Technology And Research A reversible thermo-initiated system
CN105169465A (zh) * 2015-07-13 2015-12-23 广州新诚生物科技有限公司 一种医用防粘水凝胶敷料及其制备方法
CN105601549A (zh) * 2015-12-25 2016-05-25 四川大学 刺激敏感型二异氰酸酯
CN105640885A (zh) * 2016-01-26 2016-06-08 复旦大学附属妇产科医院 一种壳交联的双载药胶束及其制备方法和应用
WO2018088541A1 (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 薬物放出制御用ハイドロゲル及びその製造方法
CN108744025A (zh) * 2018-05-30 2018-11-06 中山大学 一种用于促进伤口愈合的抗氧化性能水凝胶及其制备方法和应用
CN108912352A (zh) * 2018-07-09 2018-11-30 西安交通大学 一种抗菌粘附可注射水凝胶敷料及其制备方法和应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103497713A (zh) * 2004-08-05 2014-01-08 考里安国际公司 粘合剂组合物
CN102010488A (zh) * 2010-10-28 2011-04-13 浙江大学 一种温敏性可降解微水凝胶及其制备和应用
WO2014185863A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Agency For Science, Technology And Research A reversible thermo-initiated system
CN105169465A (zh) * 2015-07-13 2015-12-23 广州新诚生物科技有限公司 一种医用防粘水凝胶敷料及其制备方法
CN105601549A (zh) * 2015-12-25 2016-05-25 四川大学 刺激敏感型二异氰酸酯
CN105640885A (zh) * 2016-01-26 2016-06-08 复旦大学附属妇产科医院 一种壳交联的双载药胶束及其制备方法和应用
WO2018088541A1 (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 薬物放出制御用ハイドロゲル及びその製造方法
CN108744025A (zh) * 2018-05-30 2018-11-06 中山大学 一种用于促进伤口愈合的抗氧化性能水凝胶及其制备方法和应用
CN108912352A (zh) * 2018-07-09 2018-11-30 西安交通大学 一种抗菌粘附可注射水凝胶敷料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ASADI, H等: "Preparation and characterization of tri-block poly(lactide)-poly(ethylene glycol)-poly(lactide) nanogels for controlled release of naltrexone", 《 INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS》 *
FANG, K: "Mechano-Responsive, Tough, and Antibacterial Zwitterionic Hydrogels with Controllable Drug Release for Wound Healing Applications", 《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》 *
MCCOY等: "Anti-Adherent Biomaterials for Prevention of Catheter Biofouling", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS》 *
QU, J等: "Antibacterial adhesive injectable hydrogels with rapid self-healing, extensibility and compressibility as wound dressing for joints skin wound healing", 《BIOMATERIALS》 *
WANG, R等: ""Bifunctional Coating with Sustained Release of 4-Amide-Piperidine-C12 for Long-Term Prevention of Bacterial Colonization on Silicone"", 《ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING》 *
XIAO, LX等: "Hyaluronic Acid-Based Hydrogels Containing Covalently Integrated Drug Depots: Implication for Controlling Inflammation in Mechanically Stressed Tissues", 《BIOMACROMOLECULES》 *
XIAO, LX等: "Mechano-responsive hydrogels crosslinked by block copolymer micelles", 《SOFT MATTER》 *
元英进: "《现代制药工艺学 下册》", 30 January 2006, 化学工业出版社 *
孙元娜等: "高性能与响应功能高分子水凝胶", 《中国化学会第十五届胶体与界面化学会议论文集（第三分会）》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113730642A (zh) * 2021-08-20 2021-12-03 东华大学 一种梯度弹性变形的差别化释药复合敷料及其制备方法
CN113730642B (zh) * 2021-08-20 2022-05-31 东华大学 一种梯度弹性变形的差别化释药复合敷料及其制备方法

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