[发明专利]一种具有单面疏水性的双网络水凝胶薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有单面疏水性的双网络水凝胶薄膜及其制备方法，该薄膜包括水凝胶内层A、单脂肪酸甘油酯类中间层B和单面疏水外层C。制作方法：将聚乙烯醇和壳聚糖溶液物理交联，以植酸镁作为刺激反应物加入其中，使用匀胶旋涂法将水凝胶铺平在培养皿并在凝固前加入多巴胺溶液，静置后冷冻解冻循环后形成双网络水凝胶体系；将水凝胶浸润于配置完成的单月桂酸甘油酯成膜液中，形成中间抗菌过渡层；在其单面旋涂聚氨酯/有机硅改性聚合物，形成疏水外层后室温干燥，即可制得集抗菌、适宜力学性能、良好生物相容性以及适宜降解速率于一体的水凝胶薄膜。

技术领域

本发明涉及化工材料及制备方法，特别涉及一种具有单面疏水性的双网络水凝胶薄膜及其制备方法。

背景技术

在泌尿外科方面，尿道修复问题一直是临床外科医师中棘手的难题之一，先天畸形、炎症、外伤或肿瘤等疾病致使尿道损伤、狭窄或缺损，需要进行相应的修复与重建，同时随着材料与医疗水平的发展，自体皮肤、黏膜、组织工程支架等替代材料得到广泛应用，能够为细胞提供必要的支撑结构和孔隙，但传统组织工程技术在控制孔隙率、微观结构和孔隙连接等方面存在困难，限制了细胞的长入以及营养物质与细胞废物的交换。

目前，生物可降解材料由于具有良好的生物相容性和适宜机械强度，且与细胞外基质成分和生长因子等信号分子结合后有利于尿道的完全修复而广泛应用，先进的制备技术将生物可降解材料与细胞或信号分子结合制备出性能优良的尿道黏膜或支架，从而促进尿道结构和功能的恢复。其中，水凝胶生物材料是一种具有空间三维网状结构的高分子聚合物，由于其固有的结构完整性与人体皮肤组织相似具有良好的生物相容性，并且水凝胶有利于改善损伤微环境，促进组织修复，以及与导尿管拆除达成匹配的降解速率，解决了现有尿道修复补片存在的不足。

其中，水凝胶可分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶，化学合成水凝胶包括丙烯酰胺(AAM)及其衍生共聚物、丙烯酸(AA)、聚乙烯醇(PVA)、聚磷腈(PPZ)等，天然高分子水凝胶如壳聚糖(CS)、胶原、海藻酸钠、葡聚糖等，但由于天然高分子水凝胶力学性能差，因而采用共混改性如物理合成方法，将天然材料与合成材料交联以保证较大孔隙率的基础上提高机械性能。同时，由于尿道复杂的病菌环境，大肠杆菌等细菌直接侵入尿路、泌尿系梗阻与返流都会使尿液引流不畅而滞留在泌尿道里引起炎症，植酸、脂肪酸及其衍生物均具有抑菌作用，如植酸对细菌的细胞的破坏损伤作用会导致细胞壁和细胞膜的破坏，造成细胞内原生质外渗；脂肪酸如月桂酸等会抑制膜的流动性，从而改变细胞膜通透性抑制细菌生长，同时酸会以末端的未解离状态及因其疏水性能通过细胞膜进入细胞，然后再细胞质中解离，引起胞内酸化从而使质子驱动合成解偶联以抑制毒性因子的表达，因而可通过添加有关抗菌因子以提高水凝胶的生物性能和抗菌性能。

临床上对尿道修复材料的要求需要具备良好的生物相容性、适宜的降解速率、良好的柔性、弹性等力学性能。同时，为防止上尿路感染等炎症，修复材料最好具有一定的疏水性能，而这与高吸收亲水材料的水凝胶性能相反。因此，通过表面改性处理等手段可以获得疏水且具有抗菌性能的水凝胶医用薄膜，如嫁接疏水聚合物以构建亲水涂层与疏水聚合物的紧密结合。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种集抗菌、良好的机械性能、疏水弹性及生物相容性于一体的分层式尿道软组织修复薄膜。

本发明另一目的是提供所述具有单面疏水性的双网络水凝胶薄膜的制备方法和用途。

技术方案：本发明提供一种具有单面疏水性的双网络水凝胶薄膜，包括水凝胶内层A、单脂肪酸甘油酯类中间层B和单面疏水外层C。

进一步地，所述水凝胶内层A为双网络水凝胶体系，整体包括以天然高分子水凝胶壳聚糖(CS)与亲水型聚合物聚乙烯醇(PVA)为主体构建基层，植酸镁作为刺激反应物交联于侧链中，外表面包覆聚多巴胺纳米层。

进一步地，所述单脂肪酸甘油酯类中间层B为单月桂酸甘油酯(GML)抗菌层，其同时具有疏水性长链烃基及亲水羟基，分别与内层及外层紧密结合。