抗菌医用水凝胶敷料的制备及性能研究

摘要

创伤敷料是一种覆盖在皮肤创伤上的材料，用于促进伤口的愈合。现代医用创伤敷料既可以避免细菌感染，又可以促进伤口组织的恢复。水凝胶敷料是近年来发展起来的一种新型现代敷料，与其它类型的敷料相比，其优点包括:提供湿润的组织接触环境，具有良好的细胞相容性，能吸收伤口渗出液，不与组织粘连从而避免更换敷料时带来的二次损伤。同时，可以在水凝胶中负载抗菌药物，赋予水凝胶敷料在伤口局部的抗菌性能。
　　本文旨在制备一种生物降解的抗菌医用水凝胶敷料，用于药物缓释和伤口愈合。首先通过化学改性方法制备氧化海藻酸钠(OAlg)，然后通过氧化海藻酸钠和羧甲基壳聚糖(CMCS)之间的席夫碱交联反应制备水凝胶OAlg/CMCS，交联机理是OAlg分子链上带有的醛基与CMCS分子链上带有的氨基反应形成了C=N双键。为了提高OAlg/CMCS水凝胶的抗菌性能和机械性能，将用乳化交联法制备的载盐酸四环素明胶微球(TH/GMs)封装至OAlg/CMCS水凝胶里，制备一种复合水凝胶敷料。
　　实验中对制备的OAlg/CMCS和TH/GMs进行表征与性能分析，从而确定最佳制备参数。对由最佳参数制备的水凝胶敷料(TH/GMs/Gel)进行体外凝胶化时间、溶胀、降解、压缩模量和流变学性能等测试。结果表明，当微球浓度从10 mg/mL增加到40 mg/mL时，复合水凝胶敷料的凝胶时间变短，溶胀度减小，但是力学性能却明显增强。与其它微球浓度下的复合水凝胶敷料相比，浓度为30 mg/mL的TH/GMs/Gel表现出了更合适的稳定性和力学性能，其更适于作为医用敷料用于伤口愈合与组织修复。体外药物释放结果表明，相比于单纯的水凝胶和微球，复合水凝胶由于具有微球和水凝胶的双重阻碍机制表现出了对TH更优异的缓释效果。此外，抑菌圈实验直观上表明了浓度为30 mg/mL的TH/GMs/Gel对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌（S.aureus）具有强有效的抗菌效果;抗菌率测试则充分表现了这种复合水凝胶抗菌敷料对两种细菌的生长抑制作用，24h内的抗菌率分别达到了99.3％和99.5％。因此，浓度为30 mg/mL的TH/GMs/Gel复合水凝胶敷料在创伤治疗和抑制细菌感染上将有非常好的应用前景。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 医用创伤敷料

1．1．1 传统创伤敷料

1．1．2 现代创伤敷料

1．1．3 生物活性敷料

1．1．4 药用敷料

1．1．5 抗菌医用水凝胶敷料研究现状

1．1．6 抗菌医用水凝胶敷料的功能与主要指标

1．2 生物医用水凝胶材料

1．2．1 制备水凝胶的材料

1．2．2 制备水凝胶的方法

1．2．3 水凝胶材料的应用与发展

1．3 微球材料

1．4 生物医用高分子材料

1．4．1 壳聚糖

1．4．2 海藻酸钠

1．4．3 明胶

1．5 课题的提出与研究内容

1．5．1 课题的提出

1．5．2 研究内容

2 氧化海藻酸钠／羧甲基壳聚糖水凝胶制备与表征

2．1 引言

2．2 实验材料与仪器

2．3 实验方法

2．3．1 氧化海藻酸钠的制备

2．3．2 氧化海藻酸钠／羧甲基壳聚糖水凝胶的制备

2．3．3 氧化海藻酸钠／羧甲基壳聚糖水凝胶的表征

2．4 实验结果与讨论

2．4．1 海藻酸钠的氧化机理

2．4．2 氧化海藻酸钠／羧甲基壳聚糖水凝胶的形成机理

2．4．3 红外光谱分析

2．4．4 表面形貌观察

2．4．5 凝胶时间分析

2．4．6 力学性能测试

2．4．7 流变性能测试

2．4．8 溶胀动力学

2．4．9 体外降解

2．5 本章小结

3 载盐酸四环素明胶微球的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验材料与仪器

3．3 实验方法

3．3．1 空白明胶微球的制各

3．3．2 载盐酸四环素明胶微球的制备

3．3．3 明胶微球表征

3．4 实验结果与讨论

3．4．1 明胶微球的形成机理

3．4．2 红外光谱分析

3．4．3 包药微球的载药量与包封率测定

3．4．4 包药微球的药物释放研究

3．4．5 表面形貌观察

3．4．6 平均粒径和粒度分布测定

3．4．7 溶胀性能测试

3．4．8 体外降解测试

3．5 本章小结

4 微球复合水凝胶抗茵敷料的制备与表征

4．1 引言

4．2 实验材料与仪器

4．3 实验方法

4．3．1 微球复合水凝胶抗菌敷料的制备

4．3．2 微球复合水凝胶抗菌敷料的表征

4．4 实验结果与讨论

4．4．1 复合水凝胶表面形貌

4．4．2 凝胶时间分析

4．4．3 力学性能测试

4．4．4 流变性能测试

4．4．5 溶胀性能研究

4．4．6 体外降解研究

4．4．7 药物释放研究

4．4．8 抗菌性能测试

4．5 本章小结

5 全文总结

5．1 主要结论

5．2 研究创新点与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文情况

攻读硕士学位期间学术成果获奖情况