CN116870203A - 一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺 - Google Patents
一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116870203A CN116870203A CN202310837859.7A CN202310837859A CN116870203A CN 116870203 A CN116870203 A CN 116870203A CN 202310837859 A CN202310837859 A CN 202310837859A CN 116870203 A CN116870203 A CN 116870203A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- conductive gel
- nanogel
- medicine
- wound
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229940079593 drug Drugs 0.000 title claims description 20
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 claims description 33
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 29
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 11
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical group NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001647 drug administration Methods 0.000 claims description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 10
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 9
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 claims description 7
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 7
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 6
- CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N Dopamine hydrochloride Chemical compound Cl.NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 4
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 229960001149 dopamine hydrochloride Drugs 0.000 claims description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 4
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 4
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 4
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 56
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 56
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 47
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 2
- 238000001903 differential pulse voltammetry Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229940126585 therapeutic drug Drugs 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 206010072170 Skin wound Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 230000033115 angiogenesis Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000004968 inflammatory condition Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002106 nanomesh Substances 0.000 description 1
- 230000037311 normal skin Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14546—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
- A61B5/1477—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means non-invasive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
- A61F13/00051—Accessories for dressings
- A61F13/00063—Accessories for dressings comprising medicaments or additives, e.g. odor control, PH control, debriding, antimicrobic
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
- A61F13/02—Adhesive bandages or dressings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/32—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. carbomers, poly(meth)acrylates, or polyvinyl pyrrolidone
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
-
- 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
- A61K9/06—Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
-
- 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)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺，涉及医疗器械技术领域，本申请提供的伤口药贴以PDA‑PPy纳米凝胶为药物载体，结合电化学传感技术，以伤口渗出液中伤口标志物为伤口状态指示剂，实现对伤口康复过程中的炎症状况以及代谢情况进行更准确的动态、量化跟踪，进而以伤口实时监测结果为判断参数实现精细化的治疗药物递送，对伤口进行按需治疗，从而解决了现有的伤口贴片给药控制准确度低，无法准确按照伤口状态进行准确的药物供给的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺。
背景技术
慢性伤口是指在3个月内不能进行正常有序的修复过程，其特征是炎症持续且不受控制，细胞外基质改变，增殖抑制，血管生成受阻，以及感染性。在糖尿病患者群体中发生的风险较高。近年来，基于生物电子学的发展，可穿戴诊疗一体化伤口管理敷料逐渐成为针对慢性不愈合伤口的重要治疗手段之一，使得慢性创面的早期诊断和治疗水平显著提高。
现有的伤口管理药贴多为基于伤口温度传感器件，当检测到创面温度超过安全限值时，则药物存储部件施加刺激，从而释放药物，提供按需治疗，但是这种伤口贴片给药控制准确度低，无法准确按照伤口状态进行准确的药物供给，反而会加重伤口的管理负担。
发明内容
本申请提供了一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺，用于解决现有的伤口贴片给药控制准确度低，无法准确按照伤口状态进行准确的药物供给的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种基于纳米凝胶的伤口药贴，包括：控制组件与药贴组件；
所述药贴组件包括：柔性电路层与导电凝胶层；
所述柔性电路层包括：电化学检测电极、给药电极与连接接口，所述电化学检测电极、所述给药电极分别通过柔性电路导线与所述连接接口连接，所述连接接口用于与所述控制组件连接；
所述导电凝胶层包括：载药导电凝胶、粘连导电凝胶与防渗部件，其中，所述载药导电凝胶为包含PDA-PPy纳米粒子的纳米导电凝胶；
所述载药导电凝胶与所述电化学检测电极粘连，所述粘连导电凝胶与所述给药电极粘连，且所述载药导电凝胶与粘连导电凝胶通过所述防渗部件分隔开；
所述控制组件被配置为：根据所述电化学检测电极检测到的伤口标志物数据，结合预设的给药控制逻辑，向柔性电路层发出离子导入电流信号，以通过所述离子导入电流信号控制所述载药导电凝胶释放药物。
优选地，所述控制组件具体包括：微处理器模块、无线通讯模块与电化学模拟前端模块，其中，所述无线通讯模块用于与上位终端通信连接，所述电化学模拟前端模块用于与所述药贴组件的连接接口连接。
优选地，所述无线通讯模块包括：蓝牙通讯模块、WIFI通讯模块和/或近场通讯模块。
优选地，所述电化学检测电极包括：基于双电极的电化学检测电极阵列和/或基于三电极的电化学检测电极阵列。
优选地，所述基于双电极的电化学检测电极阵列具体包括：工作电极与参比电极，其中，所述工作电极的材质为Au，所述参比电极的材质为Ag/AgCl。
优选地，所述基于三电极的电化学检测电极阵列具体包括：工作电极、参比电极与对电极，其中，所述工作电极的材质为Au，所述参比电极的材质为Ag/AgCl，所述对电极的材质为Pt。
优选地，所述伤口标志物数据具体包括：pH值、乳酸浓度、尿酸浓度、葡萄糖浓度以及NH4 +浓度。
优选地，所述载药导电凝胶中设置有通孔，使得所述电化学检测电极透过所述通孔与伤口渗出物接触。
同时，本申请第二方面提供了一种载药导电凝胶制备工艺，包括：
取15.6mg的纳米粒子溶于8mL的去离子水中，超声处理5min，使纳米粒子分散均匀，其中，所述纳米粒子为PDA-PPy纳米粒子；
在磁力搅拌的条件下加入丙烯酰胺单体2.6g，待丙烯酰胺单体溶解后加入0.104g的过硫酸铵，0.003g的亚甲基双丙烯酰胺，混合搅拌5min，再加入20μL的四甲基乙二胺，搅拌后将预聚体溶液倒入模具中静置，以得到本申请第一方面所述的载药导电凝胶。
优选地，所述纳米粒子的制备方式包括：
取1.5g聚乙烯醇溶于20mL去离子水中，在90℃的温度下，持续磁力搅拌直至所述聚乙烯醇全部溶解；
待溶液冷却至标准室温，加入1.2g的FeCl3·6H2O；然后将混合溶液移至冰水浴中，加入吡咯单体140μL、盐酸多巴胺0.05g，持续搅拌9个小时，使所述吡咯单体完全聚合；
对得到的溶液进行离心处理后，使用热水去除杂质，预设的清洗次数的反复清洗，即可得到所述纳米粒子。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供的伤口药贴以PDA-PPy纳米凝胶为药物载体，结合电化学传感技术，以伤口渗出液中伤口标志物为伤口状态指示剂，实现对伤口康复过程中的炎症状况以及代谢情况进行更准确的动态、量化跟踪，进而以伤口实时监测结果为判断参数实现精细化的治疗药物递送，对伤口进行按需治疗，从而解决了现有的伤口贴片给药控制准确度低，无法准确按照伤口状态进行准确的药物供给的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的一种基于纳米凝胶的伤口药贴的整体架构示意图。
图2为本申请提供的一种基于纳米凝胶的伤口药贴中药贴组件的结构示意图。
图3为本申请提供的一种基于纳米凝胶的伤口药贴中药贴组件的柔性电路层的结构示意图。
其中，附图标记如下：
A、上位终端；B、控制组件；C、药贴组件；C1、防渗部件；C2、导电凝胶层；C3、柔性电路层；C31、三电极的电化学检测电极阵列；C32、双电极的电化学检测电极阵列；C33、给药电极；C34、连接接口。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺，用于解决现有的伤口贴片给药控制准确度低，无法准确按照伤口状态进行准确的药物供给的技术问题。
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
首先是本申请提供的一种基于纳米凝胶的伤口药贴实施例的详细说明，具体如下：
请参阅图1至图3，本实施例提供的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，包括：控制组件B与药贴组件C。
所述药贴组件C包括：柔性电路层C3与导电凝胶层C2。
所述柔性电路层C3包括：电化学检测电极、给药电极与连接接口，所述电化学检测电极、所述给药电极分别通过柔性电路导线与所述连接接口连接，所述连接接口用于与所述控制组件B连接。
其中，连接接口优选为FPC接口，整个药贴组件C部分通过FPC接口与控制组件B相连。柔性电路层C3以PET为基底，柔性电路层C3的设计采用双面结构，将电极连接导线制作在电极的背面，避免电极反应过程中可能对信号传输的影响，使用激光切割了直径0.3mm的通孔。
所述导电凝胶层C2包括：载药导电凝胶、粘连导电凝胶与防渗部件C1，其中，所述载药导电凝胶为包含PDA-PPy纳米粒子的纳米导电凝胶。
所述载药导电凝胶与所述电化学检测电极粘连，所述粘连导电凝胶与所述给药电极粘连，且所述载药导电凝胶与粘连导电凝胶通过所述防渗部件C1分隔开。
需要说明的是，如图2和图3所示，本实施例的药贴组件C可以分为：导电凝胶层C2及柔性电路层C3，其中，在柔性电路层C3集成了电化学检测电极以及给药电极，导电凝胶层C2包含两片水凝胶和防渗部件C1，水凝胶由于粘性会紧贴在柔性电路层C3与人体皮肤之间，本实施例提及的两片水凝胶，靠近电化学检测电极的水凝胶为载药导电凝胶，由于贴敷在伤口处所以内部装载了治疗药物，另一片凝胶则是粘连导电凝胶，贴在伤口旁的正常皮肤处，仅仅是为了构成整个电流回路的闭环。本实施例的水凝胶的高度为1.4～1.6mm，PET板的厚度约为0.2mm，在非使用状态整个贴片由约0.1mm厚的PET板密封，防止载药水凝胶水分的丧失，防渗部件C1厚度优选为1.4～1.6mm，一般与凝胶的厚度相当，可以隔开给药电极的阴极以及阳极防止短路影响给药，同时也提供了粘结性，防止该药贴移位。
所述控制组件B被配置为：根据所述电化学检测电极检测到的伤口标志物数据，结合预设的给药控制逻辑，向柔性电路层C3发出离子导入电流信号，以通过所述离子导入电流信号控制所述载药导电凝胶释放药物。
在使用时，将伤口药贴的载药部分贴合于皮肤伤口表面，由于载药水凝胶的粘性会使得整个伤口药贴紧紧的贴合在伤口处，同时伤口渗出液中的伤口标志物与检测电极阵列结合，利用电化学的方法进行定量，从而达到对伤口康复过程中的炎症状况以及代谢情况进行更准确的动态、量化跟踪。同时本实施例的载药部分采用了透明、导电、具有粘附性和抗菌性的PDA-PPy纳米粒子导电凝胶作为伤口载药敷料，利用离子导入递送药物，通过控制组件B在伤口处加上负向微电流，在离子导入和浓度梯度双重的作用下，药物从载药水凝胶进入皮下，直接控制药物递送的进程，实现了高度可控的药物按需释放。
同时，本申请将内部含有导电聚合物的多功能水凝胶用于糖尿病等慢性伤口的按需治疗，载药水凝胶内部的PDA-PPy纳米粒子会逐渐形成纳米纤维，引起水凝胶导电率的增强，透光度越来越高，由于PDA-PPy的静电作用，纳米纤维成型后水凝胶展示了广谱抗菌能力。能有效的减少伤口治疗中抗生素的使用量。
其中，本实施例中利用电化学的方法进行定量可以按此示例实施：传感电极上离子选择透过膜或特异性检测膜与离子进行结合并记录对应的开路电位，生物氧化酶及电子介体复合膜与生物标记物进行特异性结合，发生氧化还原反应并伴随电子转移，通过电化学方法记录相应标志物含量。
以上为本申请提供的一种基于纳米凝胶的伤口药贴的基础实施例的详细说明，下面为基于上述基础实施例本申请提供的
更具体地，本实施例中提及的伤口标志物数据具体包括：pH值、乳酸浓度、尿酸浓度、葡萄糖浓度以及NH4+浓度。
进一步地，所述电化学检测电极包括：基于双电极的电化学检测电极阵列C32和/或基于三电极的电化学检测电极阵列C31。
其中，所述基于双电极的电化学检测电极阵列C32具体包括：工作电极与参比电极，其中，所述工作电极的材质为Au，所述参比电极的材质为Ag/AgCl。
所述基于三电极的电化学检测电极阵列C31具体包括：工作电极、参比电极与对电极，其中，所述工作电极的材质为Au，所述参比电极的材质为Ag/AgCl，所述对电极的材质为Pt。
需要说明的是，本实施例的伤口药贴的优选实施方式，进行离子电渗的两个电极，均为Ag/AgCl电极；所述检测部分可选为两电极体系或三电极体系，其中两电极体系包括工作电极Au，参比电极Ag/AgCl；三个体系包括工作电极Au，参比电极Ag/AgCl，对电极Pt。其中，Ag、Au、Pt电极均由等离子磁控溅射镀膜仪在PET基底上磁控溅镀得到。Ag/AgCl电极则由Ag电极氯化得到。在制备离子检测传感器时，Ag/AgCl表面则覆盖有饱和的NaCl膜。优选地，采用共价交联的方式将生物酶、电子介体等物质连接到金工作电极的表面。
进一步地，所述控制组件B可以是可穿戴的电子设备，具体包括：微处理器模块、无线通讯模块与电化学模拟前端模块，其中，所述无线通讯模块用于与上位终端A通信连接，所述电化学模拟前端模块用于与所述药贴组件C的连接接口连接。
需要说明的是，本实施例的控制组件B包括：微控制器(MCU)、无线通讯模块、电化学模拟前端模块(AFE)构成，其中无线信号传输模块可选为近场通信、蓝牙或WIFI模块。电源管理模块可以将锂电池所供电压进行转换对无线通讯模块、MCU、电化学模拟前端(AFE)供电，电化学模拟前端模块可以工作于计时电流模式(IT)、循环伏安模式(CV)、开路电压模式(OCP)，差分脉冲伏安模式(DPV)，其中还包含进行药物控释的可控恒流源电路。无线信号传输模块可用于接收上位终端A发出的指令后，MCU模块提供相应检测驱动电压，经AFE模块转换后，驱动相应的电化学反应，检测到相应的电信号变化，经MCU处理后通过无线信号传输模块将检测数据传输给APP显示，经程序判断后开启给药部分恒流模块驱动药物递送，其中，本实施例提及的上位终端A可以是便携式设备，包括但不限于：手机，智能手环，平板等便携式显示设备。
上位终端A中搭载由控制APP，用于检测数据接收、处理、显示、存储和共享检测结果并能根据分析结果自发判断产生药物递送控制指令。使用者在APP上首先进行无线连接，无线连接成功后可以进行更准确的检测，还可以进行给药控制操作。
例如，在进入检测界面之后先选择分析物个数，再依次设定每个分析物对应的分析模式，发送控制指令。微控制器在收到控制指令后做出对应应答，经DAC转换后输出，以提供后续电化学分析所需要的激励电压。与此同时，AFE模块中的恒电位仪将接收到的DAC进行转化在工作电极(WE)与参比电极(RE)之间提供激励电压，而工作电极和对电极(CE)(或者是参比电极)之间的电流信号经过跨阻放大器、差分运算器、低通滤波器之后经ADC处理由MCU通过蓝牙模块传输给App显示与保存，这样就可以得到有关伤口标志物的浓度信息了。当葡萄糖含量超过正常范围时，药物递送功能被激活，此过程由可以App程序来进行判断，相应的控制指令同样的通过蓝牙模块经由MCU来控制AFE模块的恒流电路来执行。
进一步地，所述载药导电凝胶中设置有通孔，使得所述电化学检测电极透过所述通孔与伤口渗出物接触，这样的设置方式能够避免伤口渗出物被药水凝胶的干扰，使得电化学检测电极能够更准确地检测出伤口渗出物中标志物浓度。
以上内容为本申请提供的一种基于纳米凝胶的伤口药贴具体实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种载药纳米凝胶的制备工艺实施例的详细说明，具体如下：
本实施例提供的一种载药纳米凝胶的制备工艺，可用于制备上述实施例中基于纳米凝胶的伤口药贴的载药导电凝胶，包括：
取15.6mg的纳米粒子溶于8mL的去离子水中，超声处理5min，使纳米粒子分散均匀，其中，所述纳米粒子为PDA-PPy纳米粒子；
在磁力搅拌的条件下加入丙烯酰胺单体2.6g，待丙烯酰胺单体溶解后加入0.104g的过硫酸铵，0.003g的亚甲基双丙烯酰胺，混合搅拌5min，再加入20μL的四甲基乙二胺，搅拌后将预聚体溶液倒入模具中静置，以得到本申请第一方面所述的载药导电凝胶。
需要说明的是，本实施例中包含PDA-PPy纳米粒子的载药导电凝胶的完整制备为：取15.6mg的纳米粒子溶于8mL的去离子水中，超声5min，使纳米粒子分散均匀。在磁力搅拌的条件下加入丙烯酰胺(AM)单体2.6g，待单体溶解后加入0.104g的过硫酸铵(APS；APS/AM:4wt％)，0.003g的N’N亚甲基双丙烯酰胺(BIS；BIS/AM:0.12wt％)，混合搅拌5min，再加入20μL的四甲基乙二胺，搅拌后将预聚体溶液倒入模具中，5min之后就可以得到载药水凝胶，由于此时的载药水凝胶的导电粒子网络尚未成型，需要经约3天的老化后对水凝胶进行干燥，通过溶胀吸附作用使导电粒子网络成型后用于载药，可以更精确控制药物释放。
进一步地，所述纳米粒子的制备方式包括：
取1.5g聚乙烯醇溶于20mL去离子水中，在90℃的温度下，持续磁力搅拌直至所述聚乙烯醇全部溶解；
待溶液冷却至标准室温，加入1.2g的FeCl3·6H2O；然后将混合溶液移至冰水浴中，加入吡咯单体140μL、盐酸多巴胺0.05g，持续搅拌9个小时，使所述吡咯单体完全聚合；
对得到的溶液进行离心处理后，使用热水去除杂质，预设的清洗次数的反复清洗，即可得到所述纳米粒子。
需要说明的是，在制备水凝胶之前先合成了PDA-PPy的纳米粒子，该纳米粒子在原位形成的亲水性的纳米纤维，能够与亲水性相聚合物很好地结合在一起，交织成纳米网，形成完整的导电通道，允许可见光通过。取1.5g聚乙烯醇(PVA Mw＝9800Da)溶于20mL的去离子水中，在90℃的温度下，持续磁力搅拌直至PVA全部溶解，待溶液冷却至室温，加入1.2gFeCl3·6H2O。随后将混合溶液移至冰水浴中，加入吡咯单体140μL，盐酸多巴胺0.05g，持续搅拌9个小时，使单体完全聚合。最终得到的溶液离心后，使用热水去除杂质，反复清洗三次，得到PDA-PPy纳米粒子。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，包括：控制组件与药贴组件；
所述药贴组件包括：柔性电路层与导电凝胶层；
所述柔性电路层包括：电化学检测电极、给药电极与连接接口，所述电化学检测电极、所述给药电极分别通过柔性电路导线与所述连接接口连接，所述连接接口用于与所述控制组件连接；
所述导电凝胶层包括：载药导电凝胶、粘连导电凝胶与防渗部件，其中，所述载药导电凝胶为包含PDA-PPy纳米粒子的纳米导电凝胶；
所述载药导电凝胶与所述电化学检测电极粘连，所述粘连导电凝胶与所述给药电极粘连，且所述载药导电凝胶与粘连导电凝胶通过所述防渗部件分隔开；
所述控制组件被配置为：根据所述电化学检测电极检测到的伤口标志物数据，结合预设的给药控制逻辑，向柔性电路层发出离子导入电流信号，以通过所述离子导入电流信号控制所述载药导电凝胶释放药物。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，所述电化学检测电极包括：基于双电极的电化学检测电极阵列和/或基于三电极的电化学检测电极阵列。
3.根据权利要求2所述的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，所述基于双电极的电化学检测电极阵列具体包括：工作电极与参比电极，其中，所述工作电极的材质为Au，所述参比电极的材质为Ag/AgCl。
4.根据权利要求2所述的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，所述基于三电极的电化学检测电极阵列具体包括：工作电极、参比电极与对电极，其中，所述工作电极的材质为Au，所述参比电极的材质为Ag/AgCl，所述对电极的材质为Pt。
5.根据权利要求1所述的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，所述伤口标志物数据具体包括：pH值、乳酸浓度、尿酸浓度、葡萄糖浓度以及NH4 +浓度。
6.根据权利要求1所述的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，所述载药导电凝胶中设置有通孔，使得所述电化学检测电极透过所述通孔与伤口渗出物接触。
7.根据权利要求1所述的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，所述控制组件具体包括：微处理器模块、无线通讯模块与电化学模拟前端模块，其中，所述无线通讯模块用于与上位终端通信连接，所述电化学模拟前端模块用于与所述药贴组件的连接接口连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于纳米凝胶的伤口药贴，其特征在于，所述无线通讯模块包括：蓝牙通讯模块、WIFI通讯模块和/或近场通讯模块。
9.一种载药导电凝胶制备工艺，其特征在于，包括：
取15.6mg的纳米粒子溶于8mL的去离子水中，超声处理5min，使纳米粒子分散均匀，其中，所述纳米粒子为PDA-PPy纳米粒子；
在磁力搅拌的条件下加入丙烯酰胺单体2.6g，待丙烯酰胺单体溶解后加入0.104g的过硫酸铵，0.003g的亚甲基双丙烯酰胺，混合搅拌5min，再加入20μL的四甲基乙二胺，搅拌后将预聚体溶液倒入模具中静置，以得到权利要求1至8任意一项所述的载药导电凝胶。
10.根据权利要求9所述的一种载药导电凝胶制备工艺，其特征在于，所述纳米粒子的制备方式包括：
取1.5g聚乙烯醇溶于20mL去离子水中，在90℃的温度下，持续磁力搅拌直至所述聚乙烯醇全部溶解；
待溶液冷却至标准室温，加入1.2g的FeCl3·6H2O；然后将混合溶液移至冰水浴中，加入吡咯单体140μL、盐酸多巴胺0.05g，持续搅拌9个小时，使所述吡咯单体完全聚合；
对得到的溶液进行离心处理后，使用热水去除杂质，预设的清洗次数的反复清洗，即可得到所述纳米粒子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310837859.7A CN116870203A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310837859.7A CN116870203A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116870203A true CN116870203A (zh) | 2023-10-13 |
Family
ID=88258042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310837859.7A Pending CN116870203A (zh) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | 一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116870203A (zh) |
-
2023
- 2023-07-10 CN CN202310837859.7A patent/CN116870203A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Battery‐free and wireless smart wound dressing for wound infection monitoring and electrically controlled on‐demand drug delivery | |
| Lim et al. | Tissue-like skin-device interface for wearable bioelectronics by using ultrasoft, mass-permeable, and low-impedance hydrogels | |
| Kotanen et al. | Implantable enzyme amperometric biosensors | |
| Heller | Integrated medical feedback systems for drug delivery | |
| Heller et al. | Electrochemistry in diabetes management | |
| EP1762268A1 (en) | Low-cost electrodes for an iontophoretic device | |
| CN113171090B (zh) | 基于介孔微针的糖尿病监测与治疗装置以及系统 | |
| Tierney et al. | Electroanalysis of glucose in transcutaneously extracted samples | |
| US11076786B2 (en) | Wound monitoring sensors and use thereof | |
| Zhou et al. | An integrated Mg battery-powered iontophoresis patch for efficient and controllable transdermal drug delivery | |
| CN108303454A (zh) | 一种尿酸电化学传感器 | |
| JP2003517588A (ja) | グルコースバイオセンサ | |
| JP7361153B2 (ja) | 被分析物を測定するための非酵素的電気化学センサ | |
| CN106556635B (zh) | 用于感测汗液中的分析物的生物传感器及其制造方法 | |
| Liu et al. | Integrated multiplex sensing bandage for in situ monitoring of early infected wounds | |
| CN111655147A (zh) | 生物传感器探针用保护膜材料 | |
| Yun et al. | Tear-based aqueous batteries for smart contact lenses enabled by Prussian blue analogue nanocomposites | |
| CN104284695A (zh) | 带有电极和有生理学活性的前体物质的皮肤敷料 | |
| CN116870203A (zh) | 一种基于纳米凝胶的伤口药贴及载药纳米凝胶的制备工艺 | |
| CN200980675Y (zh) | 改进的可携式经皮传导电极装置 | |
| Zhou et al. | A viologen-based conductive hydrogel enables iontophoresis devices powered by Mg biobattery | |
| WO2023028349A1 (en) | Wireless closed-loop smart bandage for chronic wound management and accelerated tissue regeneration | |
| CN111867469A (zh) | 生物传感器探针用保护膜材料 | |
| Hossain et al. | Smart Bandage: A Device for Wound Monitoring and Targeted Treatment | |
| WO2016129206A1 (ja) | センサー用ゲルおよびセンサー |
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 |