CN111437437B - 一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，具有良好的柔韧性、弹性和粘合性，防止创面细菌感染；在使用时，能向外界环境缓慢释放姜黄素，起到长效消炎杀菌的作用；同时能够直接透过敷料随时观察创面变化情况，通过颜色变化及时监控到创面是否发生感染；是一种兼具抗菌性和pH值响应性的新型智能水凝胶创面敷料。本发明通过加入特定量的聚丙二醇作为姜黄素的载体，采用水包油乳液模板法直接制备得到稳定负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，制备方法简单，原料来源广泛、价格便宜，成本可控，可应用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及水凝胶技术领域，具体涉及一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料及其制备方法和应用。
背景技术
皮肤是身体最大的器官，也是人体和外部环境之间最重要的屏障，任何形式的损伤都会导致体内平衡的失调，如果修复速度缓慢、缺乏充足水分、电解质紊乱和感染可能会导致伤口愈合时间延长，严重残疾，甚至死亡。故需要适当的伤口敷料来保护皮肤伤口防止进一步受损，并加速愈合和控制释放药物。水凝胶敷料是一种良好的新型创伤敷料，具有良好的吸水性，能够保持创面的湿润环境,同时还有很好的的保湿透气性和生物相容性，在抗菌敷料领域具有广阔的应用前景。
目前国内新型抗菌水凝胶敷料主要有：一是自身具有抗菌性的壳聚糖及衍生物水凝胶，但是单纯利用壳聚糖制备的水凝胶会存在机械强度不足等问题，需通过互穿等方式与其他聚合物形成水凝胶增强其力学强度和交联度，而且当感染严重时，壳聚糖等自身抗菌水凝胶的抑菌作用存在很大的局限性，必须负载抗菌剂增强其抗菌效果；二是负载抗菌剂水凝胶，纳米银具有良好的抗菌性、耐热性、分散性良好及抗药性小等优异性能，为常用的负载抗菌剂，但是这类金属抗菌剂存在一定的细胞毒性，其应用具有一定的安全隐患。
聚丙烯酰胺水凝胶有良好的组织相容性和生物学上的惰性，早已在生物医用领域得到应用，有望用于制备创面敷料。中国专利申请CN109513039A公开了一种含咪唑溴盐的抗菌水凝胶敷料，将抗菌成分咪唑溴盐、丙烯酰胺与引发剂均匀分散到含羟基亲水性聚合物单体溶液中形成载体体系，再经过加热及反复的冷冻-解冻过程，使咪唑溴盐通过化学键与基体大分子紧密结合。中国专利申请CN109550073A和CN109481727A公开了将氯氧化铋或二硫化钨分散于海藻酸钠溶液中，再将其与丙烯酰胺、交联剂、引发剂混合成胶，制得抗菌水凝胶敷料，其需在特定的光照条件下才具有抗菌效果。上述专利公开选用有机合成药物或无机金属化合物作为抗菌剂，虽抗菌效果好，但具有一定的安全隐患；而且为使水凝胶有良好的负载性能、力学性能等，需选用多种材料结合形成一个复合水凝胶载体，制备成本高、过程复杂。
为实现一种绿色、安全的抗菌型水凝胶敷料，一些天然抗菌剂是很好的选择。姜黄素是从姜科、天南星科中的一些植物的根茎中提取的一种天然的疏水多酚化合物。由于姜黄素分子两端具有两个羟基，在碱性条件下发生电子云偏离的共轭效应，所以当PH>7.0时，姜黄素会由黄色变成玫瑰红色，现代化学利用此性能将其作为酸碱指示剂。研究表明，姜黄素是一种安全性很高的天然药物（对人畜几乎无毒），有很好的生物活性，具有创伤修复、抗菌性、抗氧化性、消炎等作用。但是由于姜黄素分子量大、难溶于水，稳定性差，生物利用率低等特性，使其在创面敷料上的应用具有较大的困难。
发明内容
本发明的首要目的在于，提供一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，能够稳定负载姜黄素，在使用时又可以长效缓释姜黄素，起到长效消炎杀菌的作用，防止创面细菌感染；同时能够直接通过颜色变化及时监控到创面是否发生感染。
本发明的另一目的在于，提供上述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的制备方法，方法简单，成本可控。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，按重量份计，包括以下组分：
丙烯酰胺 100份；
聚丙二醇 10份~ 80份；
交联剂 0.02份~1份；
氧化还原引发剂 0.1份~ 1份；
姜黄素 0.2份~ 1份；
水 220 ~ 290份；
其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.05份~0.70份，还原剂0.05份~0.30份。
优选的，所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，按重量份计，包括以下组分：
丙烯酰胺 100份；
聚丙二醇 20份~ 60份；
交联剂 0.03份~0.5份；
氧化还原引发剂 0.25份~0.7份；
姜黄素 0.30份~ 0.75份；
水 250~270份；
其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.15份~0.45份，还原剂0.10份~0.25份。
加入特定量的聚丙二醇，能够在聚丙烯酰胺水凝胶中形成大量的微米级球形孔洞。所述聚丙二醇的数均分子量为200~2000。使用一定分子量的聚丙二醇，形成的孔洞孔径分布于1μm~100μm，集中分布于50μm~80μm，有利于稳定负载分子尺度较大的天然药物姜黄素。
所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料的孔隙率为20%~60%。所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的姜黄素的负载量为500μg/g~1000μg/g。
所述的交联剂选自N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种。
所述氧化剂选自过硫酸盐、氯酸盐或硝酸铈铵中的任意一种；具体的，所述过硫酸盐可以为过硫酸铵、过硫酸钾；所述氯酸盐可以为氯酸钠。
所述还原剂选自N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、亚硫酸钠或硫脲中的任意一种；
氧化还原引发剂由氧化剂和还原剂组合。优选的，所述的氧化还原引发剂选自过硫酸铵/N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、过硫酸钾/N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、过硫酸铵/亚硫酸钠、过硫酸钾/亚硫酸钠、氯酸钠/亚硫酸钠或硝酸铈铵/硫脲中的任意一种。
所述的水选用去离子水。
本发明还提供了上述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照配比，将丙烯酰胺和交联剂在0~5℃冰浴下通过搅拌溶于水中，得到均相水溶液；
（2）按照配比，将姜黄素加入到聚丙二醇中，在20~30℃下超声分散至姜黄素充分溶解，超声频率为25~80KHz，得到姜黄素聚丙二醇溶液；
（3）将步骤（2）的姜黄素聚丙二醇溶液加入到步骤（1）的均相水溶液中，在0~5℃冰浴下搅拌0.5~2h，形成均匀分散的乳液；向乳液通氮气流30~60s排除氧气后，加入氧化还原引发剂，在0~5℃冰浴下继续搅拌10~30min使混合均匀，然后在温度20~30℃下避光密封进行聚合反应4~24h，得到负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料。
所述搅拌可采用磁力搅拌，所述磁力搅拌转速为500~1000转/分；在聚合反应前需先除去搅拌磁子。
步骤（3）中的聚合反应在塑料模具中进行。可选用其他合适的模具作为聚合反应容器，直接得到所要求的特定尺寸和形状的水凝胶敷料。
本发明先将姜黄素溶解于聚丙二醇中作为油相，将其加入到丙烯酰胺单体和交联剂混合的均相水溶液中，搅拌形成均匀分散的水包油乳液体系，再加入氧化还原引发剂进行聚合反应，形成水凝胶。通过形成水包油乳液体系的方式，使溶解有姜黄素的聚丙二醇均匀分散于水凝胶中形成大量的微米级球型孔洞，从而实现聚丙烯酰胺稳定负载姜黄素的目的。
本发明的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，黄色透明，是一种兼具抗菌性和PH值响应性的新型智能水凝胶创面敷料，可应用于外伤、烧伤、烫伤、溃疡、褥疮等伤口。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明选用的聚丙二醇具有良好的生物相容性，姜黄素溶解在聚丙二醇中能够稳定存在，提高了姜黄素的稳定性，同时聚丙二醇能够在聚丙烯酰胺水凝胶形成大量的微米级球形孔洞，使姜黄素能够稳定的分散并负载于聚丙烯酰胺水凝胶，在使用时也能够缓慢的释放，克服了姜黄素稳定性差、水溶性差，无法直接负载于聚丙烯酰胺水凝胶的问题。
（2）本发明采用水包油乳液模板法制备聚丙烯酰胺水凝胶敷料。先将姜黄素溶解于聚丙二醇作为油相，丙烯酰胺和交联剂混合溶解于去离子水中作为水相，混合油相和水相形成水包油乳液体系，最后加入氧化还原引发剂，进行聚合反应后即可制得稳定负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，制备方法简单，原料来源广泛、价格便宜，成本可控，可实现工业化生产。
（3）本发明的聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有良好的保湿透气性，有利于保持创面的无菌环境，加快上皮再生；以天然药物姜黄素作为抗菌剂，安全性高，具有长效消炎杀菌、感染、促进创口愈合的作用。
（4）本发明的聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有良好的力学性能，柔韧性和弹性好，能够与皮肤形成良好粘合，适用于身体不同部位的创面，特别是手肘、手腕、膝盖、脚腕等经常性活动部位。
（5）本发明的聚丙烯酰胺水凝胶敷料为黄色透明。由于人体健康皮肤或已愈合的伤口呈弱酸性，PH值约为5.0；在出现其他并发症时，皮肤环境会变成弱碱性，PH值将升高到6.5 ~ 8.5左右；而姜黄素在pH>7.0时会由黄色变为玫瑰红色。使用本发明的聚丙烯酰胺水凝胶敷料时，可直接透过敷料观察到创口变化情况；还可快速根据敷料中姜黄素的颜色变化情况监控创口是否出现感染。
附图说明
图1为聚丙烯酰胺水凝胶的制备原理图；
图2为凝胶1样品黏贴于皮肤表面的照片；
图3为实施例和对比例的水凝胶样品拉伸性能测试图；
图4为凝胶1样品的姜黄素体外释放测试曲线图；
图5中，A、B、C、D分别为姜黄素释放前的凝胶1、姜黄素释放120h后的凝胶1、对比样1、对比样2的新鲜切片的放大50倍的光学显微镜照片；
图6为凝胶1姜黄素缓释前后的样品的放大5倍的荧光显微镜照片；
图7为凝胶1、对比样1、对比样2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果图；其中，图A为培养1天（24h）的大肠杆菌；图B为培养1天（24h）的金黄葡萄球菌；图C为培养5天的大肠杆菌；图D为培养5天的金黄葡萄球菌；图中的1、2、3分别对应凝胶1、对比样1、对比样2。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明所用原料来源于市售产品：
（1）丙烯酰胺：分析纯，天津市致远化学试剂有限公司；
（2）聚丙二醇1：数均分子量为2000；西亚试剂；
聚丙二醇2：数均分子量为1000；西亚试剂；
（3）N,N′-亚甲基双丙烯酰胺：分析纯，上海阿拉丁科技股份有限公司；
（4）过硫酸铵：分析纯，天津市致远化学试剂有限公司；
（5）N,N,N′,N′-四甲基乙二胺：分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；
（6）姜黄素：分析纯，上海阿拉丁科技股份有限公司；
（7）PBS磷酸盐缓冲液标准溶液（pH=7.2~7.4）：无菌，上海阿拉丁科技股份有限公司；
（8）营养琼脂培养基平板：即用型90mmX20，广东环凯微生物科技有限公司；
（9）金黄色葡萄球菌[ATCC25923]：上海鲁微科技有限公司；
（10）大肠埃希氏菌菌株[ATCC25922] ：上海鲁微科技有限公司。
孔径和孔隙率的测定方法：
聚丙烯酰胺大孔水凝胶孔径和孔隙率的测定方法如下：样品新鲜切面在光学显微镜下观察拍照，对凝胶的断面图片上的孔径尺寸与孔洞面积进行分析，每个样品取三张图片分析。孔隙率为孔洞面积占总面积的百分比，孔隙率取平均值。
实施例1
（1）按重量份计，将100份丙烯酰胺和0.06份交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺在3℃冰浴下通过磁力搅拌溶于264份去离子水中，得到均相水溶液；
（2）按重量份计，将0.44份姜黄素加入到36份聚丙二醇1中，在25℃下超声分散至姜黄素充分溶解，超声频率为40KHz，得到姜黄素聚丙二醇溶液；
（3）将步骤（2）的姜黄素聚丙二醇溶液加入到步骤（1）的均相水溶液中，在3℃冰浴下磁力搅拌2h，形成均匀分散的乳液；向乳液通氮气流30s排除氧气后，先后加入0.18份过硫酸铵，0.12份N,N,N′,N′-四甲基乙二胺，保持3℃的冰浴条件下继续搅拌20min使混合均匀，整个制备过程中的搅拌速度为600转/分，除去冰浴和搅拌磁子，然后倒入塑料模具，在25℃下避光密封反应24 h，得到负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料。外观黄色透明，命名为凝胶1。孔径分布于1~100μm，孔隙率约为50%。
实施例2
（1）按重量份计，将100份丙烯酰胺和0.24份交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺在3℃冰浴下通过磁力搅拌溶于278份去离子水中，得到均相水溶液；
（2）按重量份计，将0.30份姜黄素加入到22份聚丙二醇1中，在25℃下超声分散至姜黄素充分溶解，超声频率为40KHz，得到姜黄素聚丙二醇溶液；
（3）将步骤（2）的姜黄素聚丙二醇溶液加入到步骤（1）的均相水溶液中，在3℃冰浴下磁力搅拌1h，形成均匀分散的乳液；向乳液通氮气流30s排除氧气后，先后加入0.27份过硫酸铵，0.18份N,N,N′,N′-四甲基乙二胺，保持3℃的冰浴条件下继续搅拌20min使混合均匀，整个制备过程中的搅拌速度为800转/分，除去冰浴和搅拌磁子，然后倒入塑料模具，在25℃下避光密封反应12h，得到负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料。外观黄色透明，命名为凝胶2。孔径分布于1~100μm，孔隙率约为20%。
实施例3
（1）按重量份计，将100份丙烯酰胺和0.48份交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺在3℃冰浴下通过磁力搅拌溶于242份去离子水中，得到均相水溶液；
（2）按重量份计，将0.38份姜黄素加入到58份聚丙二醇2中，在25℃下超声分散至姜黄素充分溶解，超声频率为40KHz，得到姜黄素聚丙二醇溶液；
（3）将步骤（2）的姜黄素聚丙二醇溶液加入到步骤（1）的均相水溶液中，在3℃冰浴下磁力搅拌1.5h，形成均匀分散的乳液；向乳液通氮气流30s排除氧气后，先后加入0.4份过硫酸铵，0.24份N,N,N′,N′-四甲基乙二胺，保持3℃的冰浴条件下继续搅拌10min使混合均匀，整个制备过程中的搅拌速度为1000转/分，除去冰浴和搅拌磁子，然后倒入塑料模具，在25℃下避光密封反应4h，得到负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料。外观黄色透明，命名为凝胶3。孔径分布于1~100μm，孔隙率约为60%。
对比例1
与实施例1比较，区别在于不添加姜黄素，具体制备步骤为：
按重量份计，将100份丙烯酰胺单体，0.06份交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺在3℃冰浴下磁力搅拌溶于264份去离子水中，得到均相水溶液；再加入36份聚丙二醇1，保持3℃冰浴条件下磁力搅拌2h，形成均匀分散的乳液。向所制备乳液通氮气流30s排除氧气后，先后加入0.18份过硫酸铵，0.12份N,N,N′,N′-四甲基乙二胺，保持3℃的冰浴条件下磁力搅拌20min，整个制备过程中的搅拌速度为600转/分，除去冰浴和搅拌磁子，将混合液倒入塑料模具，25℃下避光密封反应24 h，得到聚丙烯酰胺水凝胶。外观无色透明，命名为对比样1。
对比例2
与实施例1比较，区别在于不加入聚丙二醇。具体制备步骤为：
按重量份计，将100份丙烯酰胺单体，0.06份交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺在3℃冰浴下磁力搅拌溶于264份去离子水中，得到均相水溶液；再加入0.44份姜黄素固体粉末，保持3℃冰浴条件下磁力搅拌2h，形成悬浊液。向所制备悬浊液通氮气流30s排除氧气后，先后加入0.18份过硫酸铵，0.12份N,N,N′,N′-四甲基乙二胺，保持3℃的冰浴条件下磁力搅拌20min，整个制备过程中的搅拌速度为600转/分，除去冰浴和搅拌磁子，将混合液倒入塑料模具，25℃下避光密封反应24 h，得到聚丙烯酰胺水凝胶。外观淡黄色透明，可观察到有姜黄素粉体析出到水凝胶表面，命名为对比样2。
各项性能测试方法：
粘合性测试：将凝胶1样品贴在手背上，见图2。可以观察到凝胶1能够与皮肤形成良好粘合，不易脱落。
柔韧性和弹性测试：将样品裁切成长约40mm、宽约10mm、厚约2mm的长条试样，在万能材料试验机上进行样品的拉伸性能测试，夹具间距为15 mm，拉伸速率为100 mm/min，每个样品各测试五条试样取平均值。测试结果见图3。
结果表明实施例1~3的样品拉伸强度均超过250KPa，断裂伸长率超过1400%，说明本发明的负载姜黄素聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有良好的柔韧性和弹性。
姜黄素的负载量测试：选取420nm为姜黄素的检测波长，采用分光光度计，改变姜黄素无水乙醇溶液浓度C，测定吸光度A数值，绘制标准曲线。姜黄素检测浓度在1.06 ~5.28μg/mL范围内线性关系良好。准确称量0.5g左右负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶样品，切成极小的碎块置于烧瓶中，加入100ml无水乙醇密封，在25℃下超声震荡24h，将聚丙烯酰胺水凝胶中负载的姜黄素尽量抽提出来。然后在5000rpm下离心5min，收集上层清液，在420nm检测波长下用分光光度计测定其吸光度，通过计算得出聚丙烯酰胺水凝胶中姜黄素的负载量。每个样品各测试三个试样计算平均值。
测试结果为，凝胶1、凝胶2、凝胶3和对比样2中姜黄素的负载量平均值分别为824μg/g、530μg/g、667μg/g和108μg/g。凝胶1、凝胶2、凝胶3的姜黄素的负载量远高于对比样2，说明本发明以聚丙二醇为姜黄素的载体可以大幅提高聚丙烯酰胺水凝胶对非水溶性的姜黄素的负载能力。
姜黄素体外释放测试：配制含有1%吐温80的磷酸盐缓冲液PBS（PH=7.2~7.4）作为姜黄素体外释放缓冲液。将凝胶1裁成直径约25mm、厚度约2mm的圆形样片，准确称重M 0（质量单位：g），浸泡在50mL释放缓冲液中，37℃下进行姜黄素体外释放测试。按照一定时间间隔吸取3mL缓冲液，并补充3mL的新鲜缓冲液混合均匀继续浸泡。将取出的缓冲液用适量无水乙醇稀释（根据吸光度测试结果调整稀释比例），在420nm波长下测定吸光度，并代入标准曲线，计算姜黄素的释放量，记录为M i (i=1~10)（质量单位：μg）。取三个样片测试结果计算平均值。凝胶1样品中姜黄素随缓释时间延长的累积释放率R（%）。
以凝胶1中姜黄素的平均负载量824μg/g为基准，按照公式（1）计算姜黄素随缓释时间延长的累积释放率R（%）：
测试结果见图4。
由图4的测试结果表明，在本实验设定的测试条件下，凝胶1样品负载的姜黄素在初始24小时释放较快，然后逐渐减慢，但直到120h释放率依然在缓慢增长。说明本发明的聚丙烯酰胺水凝胶敷料能够长效缓释姜黄素，起长时间的药效作用。最初的快速释放主要来自于负载于聚丙烯酰胺水凝胶外表面和内表面附近的姜黄素的释放，随着时间的延长，姜黄素从水凝胶内部向外扩散路径变长，内外浓度差减小，导致释放速率减慢。
微观结构测试：取样品新鲜切片，使用光学显微镜观察其形貌，凝胶1、对比样1、对比样2的观察结果见图5。
图5A为凝胶1样品的姜黄素释放前的放大50倍的光学显微镜照片，视野范围内可见水凝胶中具有许多深色球形液滴，即为溶解有姜黄素的聚丙二醇液滴；
图5B为凝胶1样品进行姜黄素释放测试120h后的放大50倍的光学显微镜照片，视野范围内可见水凝胶中的深色球形液滴变少，而留下大量的浅色球形液滴；
图5C为对比样1样品的放大50倍的光学显微镜照片，可以看到大量较为均匀的浅色球形液滴，为不含有姜黄素的聚丙二醇；
图5D为对比样2样品的放大50倍的光学显微镜照片，未观察到有球形液滴，发现只有极少量姜黄素附着在水凝胶表面。
说明聚丙二醇能够在聚丙烯酰胺水凝胶中以球形液滴的形式存在，姜黄素无法直接负载于聚丙烯酰胺水凝胶，需通过聚丙二醇为介质以液滴形式才能稳定负载于聚丙烯酰胺水凝胶。而且负载的姜黄素在使用时能够释放出来。
荧光观察：姜黄素是一种具有光敏特性的天然化合物，受紫外线照射时可发出绿色荧光，而聚丙烯酰胺、水和聚丙二醇均无自发荧光，因此可以用荧光显微镜来观察聚丙烯酰胺凝胶样品中姜黄素的负载情况。采用荧光显微镜对凝胶1进行姜黄素释放测试前后的样品进行观察拍照，见图6。
图6A为负载姜黄素的凝胶1样品放大5倍的荧光照片（显示荧光部分为姜黄素），图6B为凝胶1样品进行姜黄素释放测试120h后，放大5倍的荧光照片，可以看出姜黄素是以液滴的形式稳定的分散在聚丙烯酰胺水凝胶中，且负载的姜黄素大部分能够释放出来。
抗菌性测试：首先将1 mL的细菌悬浮液（细菌浓度约为106 cfu/ml）在营养琼脂平板上流平，然后将不同水凝胶样品覆盖在营养琼脂板的表面，在37℃下培养一定时间间隔后，观察营养琼脂板是否存在明显的抑菌区。
选择凝胶1和对比样1、对比样2进行抑菌试验，分别对应样品1、样品2、样品3。实验结果见图7。从图7A和图7B可以看到，培养24h（1天）后，对比样1、对比样2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均无明显的抑制区，说明对比样1、对比样2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均无抗菌活性；而凝胶1对大肠杆菌产生了8.9+5.1mm的抑菌圈，对金黄色葡萄球菌产生了9.3+6.2mm的抑菌圈，说明本发明的负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抗菌活性。从图7C和图7D可以看到，培养5天后，凝胶1样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌依然有一定的抑制作用，说明本发明的聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有长效抗菌效果。
Claims (10)
1.一种聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
丙烯酰胺 100份；
聚丙二醇 10份~ 80份；
交联剂 0.02份~1份；
氧化还原引发剂 0.1份~ 1份；
姜黄素 0.2份~ 1份；
水 220 ~ 290份；
其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.05份~0.70份，还原剂0.05份~0.30份；
所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照配比，将丙烯酰胺和交联剂在0~5℃冰浴下通过搅拌溶于水中，得到均相水溶液；
（2）按照配比，将姜黄素加入到聚丙二醇中，在20~30℃下超声分散至姜黄素充分溶解，超声频率为25~80KHz，得到姜黄素聚丙二醇溶液；
（3）将步骤（2）的姜黄素聚丙二醇溶液加入到步骤（1）的均相水溶液中，在0~5℃冰浴下搅拌0.5~2h，形成均匀分散的乳液；向乳液通氮气流30~60s排除氧气后，加入氧化还原引发剂，在0~5℃冰浴下继续搅拌10~30min使混合均匀，然后在温度20~30℃下避光密封进行聚合反应4~24h，得到负载姜黄素的聚丙烯酰胺水凝胶敷料。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
丙烯酰胺 100份；
聚丙二醇 20份~ 60份；
交联剂 0.03份~0.5份；
氧化还原引发剂 0.25份~0.7份；
姜黄素 0.30份~ 0.75份；
水 250~270份；
其中，所述的氧化还原引发剂包括氧化剂0.15份~0.45份，还原剂0.10份~0.25份。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有孔洞结构，孔径分布于1μm~10μm，孔隙率为20%~60%；所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料的姜黄素的负载量为500μg/g~1000μg/g。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述聚丙二醇的数均分子量为200~4000；所述的交联剂选自N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种；所述氧化剂选自过硫酸盐、氯酸盐或硝酸铈铵中的任意一种；所述还原剂选自N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、亚硫酸钠或硫脲中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，氧化还原引发剂选自过硫酸铵/N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、过硫酸钾/N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、过硫酸铵/亚硫酸钠、过硫酸钾/亚硫酸钠、氯酸钠/亚硫酸钠或硝酸铈铵/硫脲中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述的水选用去离子水。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述搅拌采用磁力搅拌，所述磁力搅拌转速为500~1000转/分。
8.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，步骤（3）中的聚合反应在塑料模具中进行。
9.根据权利要求3所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料，其特征在于，所述聚丙烯酰胺水凝胶敷料具有球形孔洞结构。
10.权利要求1~9任一项所述的聚丙烯酰胺水凝胶敷料在外伤、烧伤、烫伤、溃疡或褥疮伤口的应用。
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