[发明专利]可实时监测并促愈合伤口的仿生皮肤及其制备方法和应用

说明书

本发明属于医用材料领域，具体涉及一种可实时监测并促愈合伤口的仿生皮肤及其制备方法和应用。仿生皮肤包括绝缘弹性体层以及设置在所述的绝缘弹性体层两侧的水凝胶层；所述的水凝胶层为功能单体交联聚合而成；所述的功能单体包括生物相容性单体、温敏性单体以及葡萄糖响应单体。本发明的仿生皮肤对于伤口处产生的肿胀形变可通过三明治结构中的电容传感器进行监测，而创面温度升高以及创面分泌的组织液中的葡萄糖浓度，均可通过三明治结构中的电阻信号的传导进行实时监测。该仿生电子皮肤可应用于制作实时监测伤口状态并促进愈合的传感器敷料，为仿生电子皮肤的开发和应用提供了新的方向。

技术领域

本发明属于医用材料领域，具体涉及一种可实时监测并促愈合伤口的仿生皮肤及其制备方法和应用。

背景技术

当组织受损时，会出现伤口，处理不当会导致伤口发炎。伤口发炎是绝大多数因伤口导致患者死亡的罪魁祸首，在发炎时，患处会产生肿胀形变，局部温度升高，受伤的组织会分泌分泌物，这种液体富含电解质、葡萄糖、蛋白质。为此，近年来各研究团队正在积极研发能够在伤口部位感应温度、压力、pH、蛋白质等变化，并且能通过传感信号按需治疗的仿生电子皮肤，用以优化伤口治疗方式，缩短伤口愈合所需时间，提高患者的舒适度。

现阶段伤口治疗主要应对方式就是伤口敷料，但普通的敷料只能起到杀菌促进伤口愈合的效果，无法实时监测伤口的状态。为避免伤口感染，常常包裹严实，只能根据伤口处组织液渗出过多，组织液已渗出敷料才给予换药，这种做法延误治疗时机，延长愈合时间。而且敷料昂贵，若伤口愈合良好而换药，会浪费金钱和资源。而伤口表面的监测主要来源于传感器，而传统伤口传感器大多数不具备抗菌杀菌、促伤口愈合的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实时监测并促愈合伤口的仿生皮肤及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可实时监测并促愈合伤口的仿生皮肤，其特征在于，包括绝缘弹性体层以及设置在所述的绝缘弹性体层两侧的水凝胶层；所述的水凝胶层为功能单体交联聚合而成；所述的功能单体包括生物相容性单体、温敏性单体以及葡萄糖响应单体。

所述的仿生皮肤上层、下层水凝胶的化学组分中，生物相容性单体赋予所述高分子水凝胶生物相容、血液相容以及抗生物污染等性质，可以良好地应用于创面传感。温敏性单体赋予该水凝胶良好的温度敏感性，提升水凝胶感应温度的灵敏性；而葡萄糖响应单体由于含有一个苯基硼酸基团既可增加其机械强度，又可与葡萄糖结合响应对葡萄糖浓度进行监测。

所述的生物相容性单体、温敏性单体、以及葡萄糖响应单体的质量比值为1:2:1-2:1:1。优选的，质量比值为2:1:1。

所述的绝缘弹性体层的制备材料为VHB4905、VHB4910、VHB9460PC、VHB9473PC中的一种。

所述的生物相容性单体为羧基甜菜碱、磺基甜菜碱、磷酸胆碱、乳酸、乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的混合物。

所述的温敏性单体为N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、环氧乙烷、乙烯基甲基醚、丙烯酸、丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。

所述的葡萄糖响应单体包括至少一个苯基硼酸基团。

所述的葡萄糖响应单体为2-甲氧基苯基硼酸、3-甲基丙烯酰胺基苯基硼酸、4-乙烯基苯基硼酸、4-叔丁基苯基硼酸、3-氨基苯基硼酸、2-苯硼酸酯-1,3-二噁烷-5-乙基、谷氨酰胺基苯硼酸中的一种或几种的混合物。

本发明还包括一种所述的可实时监测并促愈合伤口的仿生皮肤的制备方法，包括下述步骤：

1)水凝胶层的制备；将生物相容性单体、温敏性单体、葡萄糖响应单体加入溶剂中，再加入交联剂、热引发剂和催化剂，使其整体均匀分散在溶剂中，搅拌混合、脱掉气泡后倒入聚四氟乙烯模具中，再进行热引发聚合；