[发明专利]一种自修复抗菌导电水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自修复抗菌导电水凝胶及其制备方法。该水凝胶是由两种组分经混合工具物理混合后共价交联而成。其中第一组分由邻苯二酚基团修饰的生物高分子和过硫酸铵溶解在中性缓冲液中制得，第二组分由甲基丙烯酸基团修饰的壳聚糖和氯化铁溶解在中性缓冲液中制得。本发明通过三价铁离子和邻苯二酚基团形成稳定的氧化还原对，可激活过硫酸铵生成自由基，从而可使带甲基丙烯酸基团的壳聚糖迅速凝胶化，形成水凝胶。邻苯二酚基团由三价铁离子氧化成的醌基和壳聚糖可起到抑菌作用。铁离子和邻苯二酚基团之间的络合为动态键，从而水凝胶具有自修复功能。由于铁离子的存在使水凝胶具有导电性。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，特别涉及一种自修复抗菌导电水凝胶及其制备方法。

背景技术

皮肤覆盖在人体表面，约占人体体重的16%，总面积约2m² ，是人体最大的器官之一。其除具有感知功能外，还在保存基体水分、营养物及电解质，调节体温，参与免疫应答，抵御微生物、物理及化学等各种因素对机体的损害作用方面起重要作用。正常情况下，皮肤在各种外界因素的作用下出现损伤时，皮肤的表皮、真皮以及皮肤以下的附属器官会不断的自我更新，通过补偿性再生，即自身的生理性再生来修复皮肤组织。然而，皮肤在面对严重创口，如皮肤软组织创伤、大面积烧伤以及皮肤坏死性疾病会导致全层皮肤受损，皮肤及附属器官的缺失使正常的生理修复已经无法满足创口的修复需求。

敷料一般是指伤口表面的覆盖物，在伤口愈合的过程中扮演重要角色，可以代替受损的皮肤起到保护创面的作用，阻隔细菌侵入，避免伤口感染并提供利于创面愈合的环境。每种敷料都有其自身的优点和局限性，但水凝胶敷料具有理想的伤口敷料所需的所有特征。

传统水凝胶敷料一般为片状，不能适应伤口的不规则形状。另外当受损的凝胶中形成微观或宏观尺度上的裂纹时，其优越的性能往往会变差，甚至丧失。且这些裂纹的进一步传播可能会影响凝胶网络结构的完整性和机械性能，进而缩短凝胶的使用寿命。电刺激对细胞行为具有重要的调节作用，可以影响多种细胞的黏附、迁移、增殖、DNA合成、蛋白分泌等生理活动；通过对人体施加一定的电刺激可以促进损伤的各种组织愈合，包括血管、肌腱、皮肤、骨、神经等的再生和修复。因此研究并开发具有原位成型、可自修复、抑菌并且导电的水凝胶，具有广泛的科学意义和应用潜力。

目前，有人公开了一种可原位成型、自修复、抗菌的水凝胶，例如中国专利文献CN110251721A公开了一种原位成型自修复抗菌水凝胶及其制备方法，该发明通过不同分子量的氧化醛基透明质酸钠和聚阳离子聚合物反应，形成水凝胶。该水凝胶交联键为席夫碱键，所以具有自修复功能。该水凝胶中的聚阳离子可起到抑菌作用。而水凝胶中游离的不同分子量透明质酸钠发挥协同作用，促进皮肤修复。该水凝胶在生物医用材料领域具有良好的应用前景。但该专利所述水凝胶无导电功能，不具有对伤口进行电刺激及伤口电信号的传导功能。

中国专利文献CN110128596A公开了一种高透明可拉伸自愈合离子导电纳米复合水凝胶，所述水凝胶是以聚单宁酸包覆的纤维素纳米晶体为物理交联剂和增强剂，通过多酚羟基形成氢键和离子键键合2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基-二甲基-( 3-磺酸丙基)氢氧化铵与丙烯酰胺的共聚物，调控2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基-二甲基-( 3-磺酸丙基)氢氧化铵与丙烯酰胺的投料比，经紫外光引发得到。该水凝胶具有高度黏附性、透明性、自愈合性、导电性。但该专利所述水凝胶需要紫外光照进行激发，限制了其在人体内不可用紫外光照射组织的应用，具有局限性。

综上所述，临床上急需一种生物相容性好、能够快速成胶、原位成型、可自修复、抑菌、不需要光照并且导电的水凝胶。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物相容性好、能够快速成胶、原位成型、可自修复、抑菌、不需要光照并且导电的水凝胶。

本发明还提供了该水凝胶的制备方法，其制备方法简单，便于操作实施。

本发明是通过下述技术方案实现的。