[发明专利]一种双网络水凝胶及其制备方法

说明书

一种双网络水凝胶及其制备方法。本发明属于水凝胶材料领域。本发明的目的是为了解决现有双网络水凝胶的制备方法步骤复杂，耗时长以及需要引入大量具有细胞毒性的有机试剂或金属离子的技术问题。本发明的一种双网络水凝胶由聚丙烯酰胺和壳聚糖衍生物制备而成，所述壳聚糖衍生物为羧甲基壳聚糖和壳寡糖中的一种或两种的混合物。聚丙烯酰胺为第一层网络，壳聚糖衍生物材料作为第二层网络，两层网络通过分子间氢键作用发生交联，形成双网络结构，使水凝胶具有良好的溶胀性能和优异的机械性能；本发明所制备的水凝胶敷料具有吸水性好和抗菌效果明显等优点，可以满足伤口敷料的基本要求，同时可以按需进行药物的负载，便于伤口的快速愈合。

技术领域

本发明属于水凝胶材料领域，具体涉及一种双网络水凝胶及其制备方法。

背景技术

皮肤作为人体组织中最大的器官，在日常生活中发挥着不可替代的作用。皮肤既参与了人体的日常代谢，也是人体的保护屏障，因此，维持人的皮肤完整健康是非常重要的。伤口敷料是一类对各种创伤和伤口表面进行临时覆盖的医用材料，其主要的功能是提供有利于伤口愈合的环境；保护伤口，控制伤口的渗出液，避免伤口受到外界细菌和灰尘的污染。相比于传统的干性敷料，水凝胶敷料具有更好的亲水性，能吸收伤口的渗出液同时保持伤口的湿润，不与伤口发生粘连，避免了伤口的二次损伤，能促进伤口更好地愈合，进一步改善创面的微环境，抑制细菌的生长及减轻患者的疼痛，因而非常适用于常见的体表损伤，如擦伤、划伤等。

传统的水凝胶材料，一般是通过交联作用制备而成的高分子材料单层网络的水凝胶由于结构单一，因此其力学性能受限。水凝胶的力学性能在实际应用中需要考虑的关键性能。因此，为了改善传统水凝胶在力学性能方面的缺陷，增强了水凝胶的交联强度，使水凝胶材料接近于人体软组织的性能，采用各种方法合成了新型复合水凝胶，例如双网络水凝胶、纳米复合水凝胶、疏水缔合水凝胶以及大分子微球复合水凝胶等。

双网络水凝胶是由两层聚合物网络相互作用形成的水凝胶。其中，第一层网络交联点密集，赋予了水凝胶足够的硬度，第二层网络疏松，链段柔软，赋予了水凝胶一定的可变形性，两层网络之间可以通过化学交联或者物理交联的方式结合在一起。当水凝胶受到外力作用时，第一层网络结构可以承受较大应力，而第二网络较为柔软，可变形性较强，可以吸收机械能，起到增韧的作用。因此，双网络水凝胶成为水凝胶材料的研究热点。尽管一些双网络水凝胶的设计和制备方面已经取得了一些成果，但这些制备方法往往制备工艺繁琐，合成步骤复杂，且制备过程耗时较长，往往需要高温或者通过紫外光的作用实现水凝胶的成功制备。这些复杂的工艺限制了水凝胶的生产与应用。同时，在合成过程中会引入大量的有机试剂或金属离子，来实现水凝胶网络结构的构建，这些试剂具有一定的细胞毒性，限制了水凝胶在生物医用材料领域的应用。因此，用一种简单、方便的方法制备生物相容性较好的水凝胶材料，使其应用于伤口敷料领域成为研究的巨大挑战和任务。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有双网络水凝胶的制备方法步骤复杂，耗时长以及需要引入大量具有细胞毒性的有机试剂或金属离子的技术问题，而提供了一种双网络水凝胶及其制备方法。

本发明的一种双网络水凝胶由聚丙烯酰胺和壳聚糖衍生物制备而成，所述壳聚糖衍生物为羧甲基壳聚糖和壳寡糖中的一种或两种的混合物。

进一步限定，所述聚丙烯酰胺由丙烯酰胺和过硫酸铵制备而成。

进一步限定，所述丙烯酰胺与过硫酸铵的质量比为(100～200)：1。

进一步限定，所述壳聚糖衍生物为羧甲基壳聚糖时，所述双网络水凝胶中羧甲基壳聚糖的含量为5mg/mL～50mg/mL。

进一步限定，所述壳聚糖衍生物为羧甲基壳聚糖和壳寡糖的混合物时，双网络水凝胶中羧甲基壳聚糖的含量为2.5mg/mL～25mg/mL，壳寡糖的含量为0.1mg/mL～0.5mg/mL。

本发明的一种双网络水凝胶的制备方法按以下步骤进行：