生物可降解水凝胶基复合敷料的制备及性能研究

发布时间：2020-11-04 21:41

　　 在伤口修复过程中,微生物很容易侵入伤口部位,导致严重的伤口感染,从而阻碍伤口愈合,甚至造成组织损伤与死亡。此外,由于出血情况得不到控制而造成的死亡比例占全世界因创面死亡比例的30%以上,其中一半以上的死亡是由于缺少紧急护理,因此,防止感染和快速控制出血是设计创面敷料时需要赋予的功能。传统敷料由于干燥、易黏连且缺乏防止感染等功能的缺陷已经不适用于现代创伤的使用。水凝胶是一种具有三维网络状结构的材料并具备以下优点:可吸收渗出液、保持创面润湿;保护创面,抵御外界细菌的穿透,减少伤口感染机会;易于更换并且可以掺入各种药物和生长因子来促进伤口的愈合等。对于出血型伤口,水凝胶作为一道出血部位的物理屏障,有助于血栓的形成,从而达到快速止血的目的。此外,与不可降解的水凝胶相比,可生物降解型的水凝胶能够降解成安全无毒的小分子,对人体造成的伤害最小,该类型材料更符合医用材料的要求。本论文的研究工作主要包括如下几个方面:近年来,环境响应型水凝胶,即可通过调节外界环境,如酸碱度、温度和离子强度等,改变其药物释放规律的一类水凝胶,在药物控制释放领域受到密切关注,尤其是pH敏感型的水凝胶。在本研究中,利用多肽基乙烯基交联剂和丙烯酸(AAc)制备pH敏感型水凝胶敷料,并通过在其中预载入三氯生药物以赋予敷料抗菌性能。该水凝胶在酸性环境中,具有较低的溶胀率,其结构保持紧致,药物被“保护”在水凝胶内部;当环境的pH值增加时,水凝胶将会发生进一步溶胀,从而导致药物的进一步释放。利用扫描电子显微镜验证水凝胶敷料内部为多孔结构;通过对不同pH环境下溶胀性能的测试,显示出水凝胶敷料具有pH响应性;采用电镜和重量损失对水凝胶的生物降解性能进行表征,结果表明,水凝胶具有良好的酶降解性能。此外,对预载三氯生的水凝胶敷料的药物释放和抗菌性能进行了系统的研究。由于直接载药型水凝胶存在药物暴释现象,其在短时间内会释放出高浓度的药物,存在较大毒副作用。同时,由于暴释行为导致的药物迅速释放会使得药物作用持久性大大降低。因此,使用纳米尺度的药物载体可以更加精确地控制药物释放行为。本研究利用甲基丙烯酸化透明质酸(HA-AEMA)和甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇(mPEG-MA),并掺杂了预载洗必泰的纳米凝胶(CLN),制备了载纳米凝胶型水凝胶敷料。该水凝胶敷料具有三维网络状多孔结构,具有良好的溶胀性、力学性能和生物相容性。纳米凝胶CLN的加入使得水凝胶具有更长、更稳定的释药行为,使其抗菌性能超过10天。最后,通过小鼠模型评价了载纳米凝胶型水凝胶敷料在止血和伤口愈合方面的效果,结果表明,载纳米凝胶型水凝胶敷料具有快速止血和促进伤口愈合的作用。研究发现抗生素的使用仍存在耐药性的问题,与载抗生素的敷料相比,使用阳离子多肽作为抗菌材料具有更持久、广谱的抗菌活性。再者,多肽的正电荷特性通过静电作用能增强其与血细胞和血小板的相互作用,从而诱导血细胞聚集、血小板活化和凝血。多肽表面修饰法具有有效的接触伤口处的优点,因此,通过酰胺化反应将多肽直接接枝到赖氨酸基水凝胶表面,制备具有抗菌和止血功能的多肽修饰型水凝胶敷料。该水凝胶敷料具有优良的吸水能力、良好的机械压缩强度、生物酶降解性、血液相容性和细胞相容性。此外,多肽修饰型水凝胶敷料具有较好的血细胞和血小板黏附能力,通过小鼠肝损伤模型验证其具有较强的止血能力。最后,使用感染伤口模型证明了多肽修饰型水凝胶敷料具有快速促进伤口愈合的作用。然而,水凝胶敷料也有其缺陷,其中最突出的就是拉伸机械性能不足,这使得水凝胶单独用作敷料时容易拉伸变形,甚至破碎。本研究将上述几种水凝胶的前驱体溶液(包括pH敏感型水凝胶敷料Gel-4前驱体溶液、载纳米凝胶型水凝胶敷料G-1@CLN前驱体溶液和多肽修饰型水凝胶敷料H-g-P3前驱体溶液)分别与莱赛尔无纺布和棉织物结合,采用紫外光照交联的方法,直接制备水凝胶/基布复合敷料。此水凝胶/基布复合敷料仍具有良好的吸液性能,其拉伸断裂强力和断裂伸长率都很大程度的提升,此外,三种复合敷料具备优良的的水蒸气透过率。
【学位单位】：东华大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ427.26;TQ460.4
【部分图文】：

和化学物质的伤害[3-5]。皮肤由表皮层、真皮层和真皮下层组成，如图[6]。其中，表皮层厚度较薄，形成皮肤的最表层，它的作用是，控制水同时阻挡外部有害物质的作用刺激。真皮层位于表皮层下层，并与表皮真皮层是由富含胶原的细胞外基质、弹性蛋白、成纤维细胞和糖胺聚糖组层的主要作用是为皮肤提供柔韧性和强力支撑，同时，真皮层还对血管系系统和淋巴系统提供支撑作用。整个真皮层是一个神经纤维网络，能够和炎症反应。真皮层的下一层是皮下组织，它包含大量具有血管的脂肪组管有助于热调节及皮肤的机械性能[7]。

图 1-2 伤口愈合的主要过程[16, 17]Figure 1-2 The process of wound healing[16, 17]1.1.3 伤口愈合的影响因素

愈合[47, 51-55]。新型敷料的特点可以总结为以下几个方面，如图具备一定清创功能；（2）保持伤口周围温和湿润的环境；（3）血液和渗出液；（4）避免或减少伤口的感染；（5）适当透气性附性；（7）减轻疼痛、尽量保持病人的舒适性；（8）促进伤口的伤口表面伤疤减至最小；（9）价格低廉、更换次数少。目前新型医用敷料企业，代表性的生产厂商例如 Smith & Nephew3M 公司等，经临床验证，新型敷料对于皮肤愈合起到了良好的新材质、多功能的创面敷料已成为全球敷料发展的趋势。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 石晓岫;吴先哲;马幸双;刘洋;何鹏;罗彦凤;;钽材的医学应用及生物相容性机制[J];功能材料;2019年12期

2 P．Aljama;生物相容性[J];透析与人工器官;1997年02期

3 S.Murabayashi;Y.Nosé;李津荣;;生物相容性的生物工程方面[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年01期

4 朱明华;;水凝胶接枝胶原共聚物的短期生物相容性研究[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年02期

5 张其清;;溶液浇铸成型及丙酮萃取过的成型 Biomer 的生物相容性[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年02期

6 张其清;;接枝水凝胶胶原共聚物的短期生物相容性 研究[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年03期

7 朱明华;;血管内栓塞的水凝胶·Ⅱ·球形颗粒的临床应用[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年03期

8 顾汉卿;;生物环境用薄膜表面涂层的制备和表征[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年03期

9 黄颖;周成飞;;血浆分离膜的生物相容性[J];膜科学与技术;1988年03期

10 朱光明,黄占杰;可切削生物活性玻璃陶瓷的研制[J];硅酸盐学报;1988年05期

相关博士学位论文 前10条

1 暴国;可降解金属Mg、Zn在模拟子宫微环境中的腐蚀行为及生物相容性研究[D];北京协和医学院;2019年

2 王浩宇;多糖引导制备生物材料用于MR成像和光热治疗[D];天津医科大学;2019年

3 孙丽丽;Gd(Ⅲ)-MOF的合成及其装载5-氟尿嘧啶对人肝癌细胞的抑制作用的研究[D];山东大学;2019年

4 朱婕;生物可降解水凝胶基复合敷料的制备及性能研究[D];东华大学;2019年

5 杨尊;二甲双胍提高tHA材料生物相容性促进牙周组织再生的机制研究[D];重庆医科大学;2019年

6 雷则鸣;两种钛银合金表面改性后的抗菌性和生物相容性研究[D];中国医科大学;2019年

7 李智博;立体复合聚乙二醇化聚乳酸涂层支架上调生物相容性和药物储存的研究[D];吉林大学;2018年

8 房林;基于金纳米棒的复合材料在癌症治疗中的应用[D];东北师范大学;2018年

9 张欣;基于动态共价键构筑功能性水凝胶[D];吉林大学;2018年

10 才越;bFGF复合BMP-2双因子修饰的nHAP/COL支架体内外生物相容性的研究[D];中国医科大学;2018年

相关硕士学位论文 前10条

1 李改明;3D打印抗菌含铜钛合金的体外生物相容性研究[D];中国医科大学;2019年

2 朱园园;医用镁合金表面含锌涂层的制备及其体外生物相容性研究[D];江西科技师范大学;2019年

3 王亚萍;植酸溶液中钛合金表面涂层生物相容性及锌铜进入机制研究[D];江西科技师范大学;2018年

4 孙国飞;聚乙二醇基水凝胶的制备、生物相容性及止血性能研究[D];中国人民解放军医学院;2019年

5 郑策;基于醛基葡聚糖的海绵材料制备及性能研究[D];大连理工大学;2019年

6 郑楠;医用钛合金激光织构表面摩擦学特性及生物相容性研究[D];江苏大学;2019年

7 刘辉;聚乙烯醇—丙三醇/明胶双网络有机水凝胶的制备与性能研究[D];长春工业大学;2019年

8 闫春洋;多孔钛钽合金的制备与生物相容性研究[D];北京理工大学;2017年

9 周俊红;新型光热治疗剂用于肿瘤热疗的增效研究[D];合肥工业大学;2019年

10 刘若愚;铁基合金的体外降解行为及生物相容性研究[D];西南大学;2019年

本文编号：2870642