CN115721775B - 一种复合改性生物水凝胶敷料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合改性生物水凝胶敷料及其制备工艺。所述水凝胶敷料包括以下重量组分原料制得：改性水凝胶1‑5份，二甲基硅油1.2‑6份；所述改性水凝胶包括以下重量组分原料制得：改性丙烯酸10‑30份，壳聚糖1‑2份，交联剂0.5‑1份，光引发剂0.25‑1份，纯化水66‑89份，增稠剂1‑2份；所述改性丙烯酸酯包括以下重量组分原料制得：丙烯酸2‑5份，尖尾枫提取物1‑3份，固体催化剂5‑7份，阻聚剂1‑2份。本发明提供一种复合改性生物水凝胶，该凝胶敷料与市场生物凝胶相比具有优异的抗菌、抑菌的功能还具有良好的物理吸附性能和常温常压下自交联的材料特性，能够迅速在创伤表面形成凝胶以达到快速止血的应用价值，同时具有生物兼容性良好、特异性组织粘连性强度高等特点。

Description

一种复合改性生物水凝胶敷料及其制备工艺
技术领域
本发明属于水凝胶领域，尤其是涉及一种复合改性生物水凝胶敷料及其制备工艺。
背景技术
市面上的生物水凝胶主要包括四类：抗菌性水凝胶敷料，吸附性水凝胶敷料，智能水凝胶敷料和复合水凝胶敷料。抗菌性水凝胶敷料，主要用于预防临床上可能产生的细菌感染而引起伤口化脓，愈合时间延长，严重的甚至会引起脓毒血症等等问题，因此所用的伤口敷料就需要具有抗菌、抑菌的功能。吸附性水凝胶敷料，既有物理吸附作用，也有化学吸附作。它不仅具有吸附止血的功效，同时在药物负载方面性能优越，通过物理吸附或者化学键结合一定的药物成分，在应用到人体时释放药物因子，起到治疗作用。智能水凝胶敷料，是一类能够对外界刺激产生敏感性响应的，集自检测、自判断和自响应于一体的水凝胶。目前研究的智能水凝胶主要包括记忆自修复性、pH值响应性、双光响应性、热/pH双响应性、应变敏感性水凝胶等。目前主要应用于组织工程支架中。复合水凝胶敷料，由于单一材料的性能无法满足伤口愈合过程中多元化的需求，因此，具有多重功能的复合水凝胶敷料得到了相应的发展。复合水凝胶敷料在力学性能、透水性透气性、吸液速率、保湿性以及生物活性、生物活性、生物兼容性等方面比单一的水凝胶敷料更加优异，能够满足不同创伤情况的要求，在医用敷料领域具有独特的优势。目前市场主要使用以下几种原料复合水凝胶，包括：聚乙烯醇、聚丙烯酸、甲基丙烯酰化明胶等等。
通过调研文献与专利相关产品发现，由福建师范大学研发的水凝胶，申请号为201910238165.5的发明专利：自愈合水凝胶，其中含有未改性丙烯酸那么其含有的羧基由于其氧化性将会对创口造成二次伤害，并且其制备的凝胶敷料对生物组织不具有特异性粘连性能，是依靠分子间氢键而黏附在组织表面则会导致当面对大伤口出血时而无法快速粘连止血。Hong等以甲基丙烯酸甲酯修饰透明质酸为原料制备了力学性能和湿性组织粘附性优异且快速止血的Matrix Gel水凝胶，虽然改性降低了材料本身对生物组织损害但是其材料组织过于单一，只有单一止血性能，并且对组织同样不具有特异性粘连性能。
发明内容
针对目前市场主流聚合物生物凝胶存在的功能单一，与生物组织无法产生稳固的粘连且对生物组织存在一定的损害等缺点，本发明提供一种复合改性生物水凝胶敷料，该凝胶敷料与市场生物凝胶相比具有优异的抗菌、抑菌的功能还具有良好的物理吸附性能和常温常压下自交联的材料特性，能够迅速在创伤表面形成凝胶以达到快速止血的应用价值，同时具有生物兼容性良好、特异性组织粘连性强度高等特点。
本发明还使用尖尾枫对丙烯酸进行改性，尖尾枫瑶药名：粘手风，常被瑶民用于创伤出血冷敷，风湿骨痛等症状，而尖尾枫提取物由尚未由人工引种栽培的尖尾枫经柱层析和HPLC进行分类纯化而得，并且已被证明提取物具有抗炎抗菌活性同时作为中药其副作用较小，具有良好的应用前景，但由于提纯分离困难而无法得到较好的应用，本发明通过醇类浸泡法提取其主要成分并经减压蒸馏法浓缩提纯，最后经真空干燥得到尖尾枫提取物。
本发明的技术方案是：
本发明复合改性水凝胶敷料包括以下重量组分原料制得：改性水凝胶1-5份，二甲基硅油1.2-6份；所述改性水凝胶包括以下重量组分原料制得：改性丙烯酸10-30份，壳聚糖1-2份，交联剂0.5-1份，光引发剂0.25-1份，纯化水66-89份，增稠剂1-2份；所述改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2-5份，尖尾枫提取物1-3份，固体催化剂5-7份，阻聚剂1-2份；所述尖尾枫提取物由以下重量组分原料制得：尖尾枫1-5份，94％～96％v/v乙醇溶液4-20份。
本发明改性生物水凝胶敷料制备方法如下：
(1)尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1-5份，94％～96％v/v乙醇溶液4-20份，浸泡48h-72h收集浸提液，重复2-5次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于40-60℃下减压蒸馏8-10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于40-50℃下干燥48-72h得到其提取物。
优选的，尖尾枫提取物的制备方法为：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
(2)改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2-5份，尖尾枫提取物1-3份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2或者惰性气体保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5-7份，阻聚剂1-2份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在110-135℃，反应时间控制在300-500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
优选的，所述改性丙烯酸的制备方法为：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸溶液。
(3)改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸10-30份，壳聚糖1-2份，纯化水66-89份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于40-60℃，搅拌速度为120-180转/min，搅拌时间为10-20min；b.之后加入增稠剂1-2份，交联剂0.5-1份，光引发剂0.25-1份继续维持搅拌10-20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入6-12ml上述溶液，于30-40℃下预聚合30-60min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：10-15W，345-365nm，固化时间为60-120min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
优选的，所述改性生物水凝胶的制备方法为：a.按重量份计，取改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂1份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
(4)改性生物水凝胶敷料的制备：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为50-65℃，干燥时间为120-180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30-50Hz，720-1080秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过100-150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末与二甲基硅油混匀，即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
优选的，所述改性生物水凝胶敷料的制备方法为：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末与二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所述交联剂为：丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯(AA-NHS)、己二酸-N-羟基琥珀酰亚酯、溴乙酸-N-琥珀酰亚胺酯；
所述固体催化剂为：固载杂多酸催化剂PW12、阳离子交换树脂、固体酸分子筛HSZM-5中至少一种；
所述光引发剂为：樟脑醌、α-酮戊二酸、Irgacure 784(巴斯夫可见光引发剂784)中至少一种；
所述增稠剂为：阿拉伯胶、卡拉胶、果胶、琼胶中至少一种；
所述阻聚剂为：对苯二酚、对苯二酚甲基醚、二丁基二硫代氨基甲酸铜、吩噻嗪、醋酸锰；
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、固体催化剂、阻聚剂一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖，纯化水搅拌20min，搅拌机转速120转/min，温度控制在50℃；4.待搅拌完成后室加入交联剂、光引发剂、增稠剂继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化，固化参数为12W，365nm；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供一种复合改性生物水凝胶敷料，该凝胶敷料与市场生物凝胶相比，具有优异的抗菌、抑菌的功能，还具有良好的物理吸附性能，还具有常温常压下自交联的材料特性，能够迅速在创伤表面形成凝胶以达到快速止血的应用价值，同时具有生物兼容性良好、特异性组织粘连性强度高等特点。
(2)其中，聚丙烯酸水凝胶敷料本身具有自交联性能，于常温常压下可发生自交联形成凝胶层，当敷料涂覆于伤口表面时可通过自交联的方式于创口表面形成凝胶层而达到止血的作用，并且含有NHS基团的交联剂将会将NHS引入聚丙烯酸长链中，NHS基团可以与生物组织表面的亚胺键共价键合而将敷料稳定地固载在组织表面。
其中掺杂的壳聚糖和尖尾枫提取物将使聚丙烯酸水凝胶敷料具有更好的抗菌、抑菌和止血的能力，同时改性的聚丙烯酸水凝胶敷料由于其羧基已与尖尾枫提取物中羟基进行酯化反应，那么羧基的氧化性对组织和血液的损害将大大减少。另一方面，由于聚丙烯酸水凝胶敷料的改性而产生的增链效应也会增加改性聚丙烯酸水凝胶的聚合强度，使其具有更加优异的机械性能以应对不同的使用环境。
附图说明
图1.水凝胶改性前后红外图谱；
图2.水凝胶改性前后拉曼图谱；
图3.T-剥离拉伸测试图；
图4.剪切拉伸测试图；
图5.平面拉伸强度测试图；
图6.改性后水凝胶粉末SEM图；
图7.聚丙烯酸粉末；
图8.改性聚丙烯酸粉末；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细说明
实施例1
改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份，固体催化剂5份，阻聚剂1份；
改性水凝胶由以下重量组分原料制得：改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，交联剂1份，光引发剂0.5份，纯化水66份，增稠剂2份；
改性水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：改性水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；
所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h，收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
2.改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
3.改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
4.改性生物水凝胶敷料的制备：a.按重量份计，将1份固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末，与1.2份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所用固体催化剂为：PW12；
所用阻聚剂为：吩噻嗪；
所述交联剂为：丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶；
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、PW12、吩噻嗪一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖和纯化水搅拌20min；4.待搅拌完成后室加入丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
实施例2
尖尾枫提取物由以下重量组分原料制得：尖尾枫1份，95％v/v乙醇溶液4份；
改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份，固体催化剂5份，阻聚剂2份；
改性水凝胶由以下重量组分原料制得：改性丙烯酸10份，壳聚糖2份，交联剂1份，光引发剂0.5份，纯化水89份，增稠剂2份；
改性水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：改性水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；
所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
2.改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
3.改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸10份，壳聚糖2份，纯化水86份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
4.改性生物水凝胶敷料的制备：a.将一份固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末同1.2份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所用固体催化剂为：PW12；
所用阻聚剂为：吩噻嗪；
所述交联剂为：己二酸-N-羟基琥珀酰亚酯；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶；
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、PW12、吩噻嗪一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖，纯化水搅拌20min；4.待搅拌完成后室加入己二酸-N-羟基琥珀酰亚酯、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
实施例3
尖尾枫提取物由以下重量组分原料制得：尖尾枫1份，95％v/v乙醇溶液4份；
改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份，固体催化剂5份，阻聚剂1份；
改性水凝胶由以下重量组分原料制得：改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，交联剂1份，光引发剂0.5份，纯化水66份，增稠剂2份；
改性水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：改性水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；
所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
2.改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
3.改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸10份，壳聚糖2份，纯化水86份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
4.改性生物水凝胶敷料的制备：a.将1份固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末同1.2份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所用固体催化剂为：PW12；
所用阻聚剂为：吩噻嗪；
所述交联剂为：丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶；
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、PW12、吩噻嗪一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖和纯化水，搅拌20min；4.待搅拌完成后室加入丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；
5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；
6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
实施例4
尖尾枫提取物由以下重量组分原料制得：尖尾枫1份，95％v/v乙醇溶液4份；
改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份，固体催化剂5份，阻聚剂1份；
改性水凝胶由以下重量组分原料制得：改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，交联剂1份，光引发剂0.5份，纯化水66份，增稠剂2份；
改性水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：改性水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；
所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
2.改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物2份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
3.改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
4.改性生物水凝胶敷料的制备：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末同30份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所用固体催化剂为：PW12
所用阻聚剂为：吩噻嗪
所述交联剂为：溴乙酸-N-琥珀酰亚胺酯；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、PW12、吩噻嗪一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖，纯化水搅拌20min，搅拌机转速120转/min，温度控制在50℃；4.待搅拌完成后室加入溴乙酸-N-琥珀酰亚胺酯、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
实施例5
尖尾枫提取物由以下重量组分原料制得：尖尾枫1份，95％v/v乙醇溶液4份；
改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份，固体催化剂5份，阻聚剂1份；
改性水凝胶由以下重量组分原料制得：改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，交联剂1份，光引发剂0.5份，纯化水66份，增稠剂2份；
改性水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：改性水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；
所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
2.改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
3.改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
4.改性生物水凝胶敷料的制备：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末同30份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所用固体催化剂为：PW12
所用阻聚剂为：吩噻嗪
所述交联剂为：N,N'-亚甲基双丙烯酰胺；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、PW12、吩噻嗪一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖，纯化水搅拌20min；4.待搅拌完成后室加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
实施例6
尖尾枫提取物由以下重量组分原料制得：尖尾枫1份，95％v/v乙醇溶液4份；
改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份，固体催化剂5份，阻聚剂1份；
改性水凝胶由以下重量组分原料制得：改性丙烯酸5份，壳聚糖2份，交联剂1份，光引发剂0.5份，纯化水66份，增稠剂2份；
改性水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：改性水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；
所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
2.改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
3.改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸5份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
4.改性生物水凝胶敷料的制备：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末同30份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所用固体催化剂为：PW12
所用阻聚剂为：吩噻嗪
所述交联剂为：丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、PW12、吩噻嗪一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖，纯化水搅拌20min；4.待搅拌完成后室加入丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
实施例7
尖尾枫提取物由以下重量组分原料制得：尖尾枫1份，95％v/v乙醇溶液4份；
改性丙烯酸酯由以下重量组分原料制得：丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份，固体催化剂5份，阻聚剂1份；
改性水凝胶由以下重量组分原料制得：改性丙烯酸40份，壳聚糖1份，交联剂0.5份，光引发剂0.5份，纯化水66份，增稠剂2份；
改性水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：改性水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；
所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1份，95％v/v乙醇溶液4份，浸泡72h收集浸提液，重复2次，合并浸提液；b.经减压蒸馏装置于55℃下减压蒸馏10h得到浸膏；c.经真空干燥箱于50℃下干燥72h得到其提取物。
2.改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于三口烧瓶中加入丙烯酸2份，尖尾枫提取物1份转移至油浴锅中接上冷凝管通入N2保持反应体系内充斥保护气体，开启磁力搅拌，转速控制在120转/min；b.待上述溶液搅拌均匀后中加入固体催化剂5份，阻聚剂1份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在135℃，反应时间控制在500min；c.反应完全后待其冷却至室温过滤不溶物后得到改性丙烯酸。
3.改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸40份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
4.改性生物水凝胶敷料的制备：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末同30份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所用固体催化剂为：PW12
所用阻聚剂为：吩噻嗪
所述交联剂为：丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶
所述改性生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将尖尾枫枝叶粉碎加入95％v/v乙醇溶液浸泡，将多次浸泡得到的浸提液经减压蒸馏、真空干燥得到尖尾枫提取物；2.将上述得到的尖尾枫提取物同丙烯酸、PW12、吩噻嗪一同转移至三口烧瓶中，于油浴锅中进行改性，反应完成后过滤不溶物即得改性丙烯酸溶液；3.将改性的水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖，纯化水搅拌20min；4.待搅拌完成后室加入丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
实施例8
本对比例的丙烯酸未经尖尾枫提取物处理，具体处理如下：
生物水凝胶敷料由以下重量组分原料制得：水凝胶1份，二甲基硅油1.2份；该水凝胶由以下重量组分原料制得：丙烯酸30份，壳聚糖2份，交联剂1份，光引发剂0.5份，纯化水66份，增稠剂2份；所述生物水凝胶敷料制备方法如下：
1.生物水凝胶的制备：a.取丙烯酸30份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b.之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂0.5份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将上述母液转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到改进生物水凝胶。
2.生物水凝胶敷料的制备：a.将固化完成后的生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末同30份二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
所述交联剂为：丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯；
所述光引发剂为：α-酮戊二酸；
所述增稠剂为：明胶
所述生物水凝胶敷料的制备工艺包括如下步骤：1.将水凝胶溶液加入至烧杯中，并加入壳聚糖，纯化水搅拌20min；4.待搅拌完成后室加入丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、α-酮戊二酸、明胶继续维持搅拌20min；5.搅拌均匀后转移至表面皿中40℃下预聚合30min，之后转移至紫外固化箱中进行紫外固化；6.固化完成后，水凝胶剪碎干燥研磨过筛，与二甲基硅油混合，即可得到目标生物水凝胶敷料。
试验例
分别对实施例1-8所制备水凝胶敷料进行检测，检测指标以下指标：粘连强度，其中，剪切拉伸根据YY/T 0729.1-2009检测，T-剥离拉伸根据YY/T 0729.2-2009检测，拉伸强度根据YY/T 0729.3-2009检测；细胞毒性根据GB/T 16886.5-2017检测；抑菌率根据WS/T650-2019；止血时间根据YY/T 1477.5-2020标准检测。性能测试结果如表1所示。
表1实施例性能测试结果
由上表可知，实施例1-5制得所制备复合改性生物水凝胶敷料抑菌率高，而且止血时间短，止血速度快，剪切拉伸、T-剥离拉伸、拉伸强度等粘连强度性能优，细胞毒性低。
其中实施例6由于其中加入的改性丙烯酸含量较低，成胶研磨后得到的粉末涂敷于组织表面时由于分子运动原理当含量偏低时聚丙烯酸粉末间接触率变低而在组织表面再次凝胶的时间变长。
而对于实施例7，由于改性丙烯酸含量过高，导致交联剂接入聚合物主链的概率变低，因此其所引入的NHS基团数变低而直接影响水凝胶粉末与组织表面存在的伯胺基团共价交联的键数变少从而导致了粘连强度的变低。
实施例8加入的丙烯酸未经尖尾枫提取物处理，其抑菌率明显下降。本发明采用尖尾枫提取物制备改性丙烯酸酯，使聚丙烯酸水凝胶敷料具有更好的抗菌、抑菌和止血的能力，同时改性后的聚丙烯酸水凝胶敷料由于其羧基已与尖尾枫提取物中羟基进行酯化反应，那么羧基的氧化性对组织和血液的损害将大大减少。
综上，本发明通过对丙烯酸改性，制备复合改性生物水凝胶敷料。此发明的改性水凝胶敷料不仅在生物组织粘连强度性能上得到极大提升，并且生物兼容性方面同时得到改善，在模拟应用于体外模型的止血实验时展现出了极好的应用前景，本发明所制备复合改性生物水凝胶敷料可应用于应急创伤止血。

Claims (4)

1.一种复合改性生物水凝胶敷料，其特征在于，所述水凝胶敷料包括以下重量组分原料制得：改性水凝胶1-5份，二甲基硅油1.2-6份；
所述改性水凝胶包括以下重量组分原料制得：改性丙烯酸10-30份，壳聚糖1-2份，交联剂0.5-1份，光引发剂0.25-1份，纯化水66-89份，增稠剂1-2份；
所述改性丙烯酸包括以下重量组分原料制得：丙烯酸2-5份，尖尾枫提取物1-3份，固体催化剂5-7份，阻聚剂1-2份；所述改性丙烯酸的制备：a.按重量份计，于容器中加入丙烯酸2-5份，尖尾枫提取物1-3份，转移至油浴锅中，在氮气保护或惰性气体保护条件下，开启搅拌，转速控制在100-120转/min，搅拌均匀；b.加入固体催化剂5-7份，阻聚剂1-2份；c.待混合均匀后，开启加热温度控制在110-135℃，反应时间控制在300-500min；c.反应完全后待其冷却至室温，过滤不溶物后得到改性丙烯酸；
所述尖尾枫提取物的制备：a.按重量份计，经阴干且粉碎的尖尾枫枝叶1-5份，加入94%~96%v/v 乙醇溶液4-20份，浸泡48h-72h，收集浸提液，重复2-5次，合并浸提液；b.将浸提液置于40-60℃下减压蒸馏8-10h，得到浸膏；c.将浸膏置于40-50℃下真空干燥48-72h，得到尖尾枫提取物;
所述改性生物水凝胶的制备：a.按重量份计，取改性丙烯酸10-30份，壳聚糖1-2份，纯化水66-89份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于40-60℃，搅拌速度为120-180转/min，搅拌时间为10-20min；b.之后加入增稠剂1-2份，交联剂0.5-1份，光引发剂0.25-1份继续维持搅拌10-20min；c.待其搅拌均匀后，将其转移至表面皿中，每个表面皿中加入6-12ml上述溶液，于30-40℃下预聚合30-60min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：10-15W，345-365nm，固化时间为60-120min，固化完成后即得到所述改性生物水凝胶；
所用固体催化剂为PW12；所用阻聚剂为吩噻嗪；所述交联剂为己二酸-N-羟基琥珀酰亚酯；所述光引发剂为α-酮戊二酸；所述增稠剂为明胶。
2.根据权利要求1所述的复合改性生物水凝胶敷料，其特征在于，所述改性生物水凝胶的制备方法为：a.按重量份计，取改性丙烯酸30份，壳聚糖2份，纯化水66份，加热搅拌使其溶解并混合均匀，加热温度控制于60℃，搅拌速度为120转/min，搅拌时间为20min；b. 之后加入增稠剂2份，交联剂1份，光引发剂1份继续维持搅拌20min；c.待其搅拌均匀后，将其转移至表面皿中，每个表面皿中加入12ml上述溶液，于40℃下预聚合30min，之后使用紫外固化箱固化，固化参数为：12W，365nm，固化时间为90min，固化完成后即可得到所述改性生物水凝胶。
3.根据权利要求1所述的复合改性生物水凝胶敷料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为50-65℃，干燥时间为120-180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30-50Hz，720-1080秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过100-150目筛子则得到改性生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末与二甲基硅油混匀，即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
4.根据权利要求3所述的复合改性生物水凝胶敷料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：a.将固化完成后的改性生物水凝胶剪切后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为180min；b.将干燥后的生物水凝胶碎片置于球磨机中研磨，研磨机工作参数为：30Hz，720秒；c.将研磨后的凝胶粉末通过150目筛子则得到生物水凝胶粉末；d.将研磨后的水凝胶粉末与二甲基硅油混匀即可得到所述改性生物水凝胶敷料。
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